JP2007089149A - Method and apparatus for switching network modes - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワークモード、特にワイヤレスネットワークモードをスイッチするための方法および装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for switching a network mode, in particular a wireless network mode.
ネットワークは、一般的に任意のノード間でデータ通信を可能にしなければならない。この通信に必要な特性は、その通信が行われる特定の環境によって決まり、アプリケーションは、ネットワークノード間の信頼性のあるデータ転送、短い待ち時間またはエネルギー効率のよい通信を必要とする。 The network must generally allow data communication between any nodes. The characteristics required for this communication depend on the specific environment in which the communication takes place, and the application requires reliable data transfer, short latency or energy efficient communication between network nodes.
ワイヤレスセンサネットワーク(以下、WSNということもある)において、データ通信のパターンは従来のネットワークとは異なっており、また、WSNアプリケーションは従来のアプリケーションとは異なっている。第1に、WSNアプリケーションおよびそれらの通信要求は、WSNアプリケーションの実行時間に先立って知られていることが多い。第2に、WSNにおける通信は、通常、いわゆるデータ処理を中心とする通信によって特徴付けられている。これは、特に、(例えば複数のソースから)センサデータが集約され、変換され、さもなければ処理された後、マルチホップパスを使用して転送される。 In a wireless sensor network (hereinafter sometimes referred to as WSN), the pattern of data communication is different from that of the conventional network, and the WSN application is different from the conventional application. First, WSN applications and their communication requests are often known prior to the execution time of the WSN application. Second, communication in WSN is usually characterized by communication centered on so-called data processing. In particular, sensor data (eg, from multiple sources) is aggregated, transformed, or otherwise processed before being transferred using a multi-hop path.
しかしながら、ワイヤレスネットワークにおけるネットワークトラフィックをどのように整理するかについては多様であり、データを集約し、その集約されたデータを転送することについては、唯一の可能性である。ある一定の環境の下では、データ集約を使用するのではなく、個別のノード間におけるダイレクトな通信を使用するか、または「サービス品質(QoS)」の下で集約することができるネットワーク通信の他の特性パラメータを変更することが好ましい場合がある。 However, there are a variety of ways to organize network traffic in a wireless network, and the only possibility is to aggregate data and transfer the aggregated data. Under certain circumstances, instead of using data aggregation, other than network communication that can use direct communication between individual nodes or aggregate under "Quality of Service (QoS)" It may be preferable to change the characteristic parameter.
選択可能な通信の特性を提供する従来のネットワークプロトコルでは、パラメータをシングルポイントツーポイントリンクへマッピングするQoS(サービス品質)パラメータが使用される。従って、アプリケーションは、それぞれの接続のための適切なQoSパラメータを選択することができる。しかしながら、WSN(ワイヤレスセンサネットワーク)における標準的なアプリケーションは、多くのシングルノードを含んでおり、従ってそれらノード間における可能であって実際的な接続を多く含んでいる。全ての接続要件についての所望の特性を設定することは、時間がかかることであり、またそのネットワークに多くのオーバーヘッドをもたらすであろう。 Traditional network protocols that provide selectable communication characteristics use QoS (Quality of Service) parameters that map the parameters to a single point-to-point link. Thus, the application can select the appropriate QoS parameters for each connection. However, a standard application in a WSN (Wireless Sensor Network) contains many single nodes and thus contains many possible and practical connections between them. Setting the desired characteristics for all connection requirements is time consuming and will introduce a lot of overhead on the network.
前述したことに鑑みて、本発明の1つの目的は、ワイヤレスネットワークにおける通信特性の効果的な選択を可能にすることである。 In view of the foregoing, one object of the present invention is to enable effective selection of communication characteristics in a wireless network.
1つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるための方法であって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップとを含み、前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、方法が提供される。 According to one embodiment, a method for operating a wireless network including a plurality of nodes, wherein the network is capable of operating in a plurality of network modes and switching between different network modes. Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode. And the plurality of network modes include a high-speed network mode in which the network operates at high speed and another energy efficiency mode in which the network operates in an energy efficient manner. One of a number of switching methods can be used to switch from the current network mode to a target network mode that meets different desired operating characteristics, each switching method having a different switching characteristic. Selecting a switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operation characteristic of the target network mode; and Switching from the current network mode to the target network mode, wherein one of the plurality of switching methods is energy-saving compared to other switching methods. -An energy-saving switching method that performs switching efficiently, and another one of the plurality of switching methods is a high-speed switching method that performs switching at a higher speed than other switching methods, and the target network mode is When the energy efficiency mode is selected, an energy efficient switching method is selected from the plurality of switching methods, and when the target network mode is the high speed mode, the high speed switching method is selected from the plurality of switching methods. A method is provided.
1つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるための方法であって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップとを含み、前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、方法が提供される。 According to one embodiment, a method for operating a wireless network including a plurality of nodes, wherein the network is capable of operating in a plurality of network modes and switching between different network modes. Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode. The plurality of network modes include a high-speed network mode in which the network operates at high speed and another reliable mode in which the network operates reliably. The network includes a plurality of network modes. One of the switching methods can be used to switch from the current network mode to a target network mode that meets different desired operating characteristics, each switching method having different switching characteristics, Selecting a switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operation characteristic of the target network mode, and using the selected switching method. Switching from the current network mode to the target network mode, wherein one of the plurality of switching methods is faster than other switching methods. The switching method is a high-speed switching method, and another one of the plurality of switching methods is a reliable switching method that performs switching more reliably than other switching methods, and the target network mode is the high-speed switching method. When the mode is a mode, the fast switching method is selected from the plurality of switching methods, and when the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is selected from the plurality of switching methods. Is provided.
1つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるための方法であって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークがエネルギーを節約して動作するエネルギー節約ネットワークモードと、前記ネットワークが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップとを含み、前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、前記エネルギー節約スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、方法が提供される。 According to one embodiment, a method for operating a wireless network including a plurality of nodes, wherein the network is capable of operating in a plurality of network modes and switching between different network modes. Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode. The plurality of network modes include an energy-saving network mode in which the network operates while saving energy, and another reliable mode in which the network operates reliably. The network is capable of switching from the current network mode to a target network mode that meets different desired operating characteristics using one of a plurality of switching methods, each switching method having a different switching characteristic. Selecting a switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operation characteristic of the target network mode; and the selected Switching from the current network mode to the target network mode using a switching method, wherein one of the plurality of switching methods includes other switching methods. An energy-saving switching method that performs switching more efficiently than a switching method, and another one of the switching methods is a reliable switching method that performs switching that is more reliable than other switching methods. When the target network mode is the energy saving mode, the energy saving switching method is selected from the plurality of switching methods, and when the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is the plurality of switching methods. A method is provided that is selected from methods.
これにより、ネットワークモードを通してネットワークパラメータを調整する特に効果的な方法と、ネットワークモード間の適応的なスイッチングとが可能になる。個々のノード間の全ての単一の接続を考慮する代わりに、ネットワーク全体(またはその一部)を、ネットワークモードと呼ばれる所望のモードに設定することが有利である。あるネットワークモードは、あるパターン、方法、または該ネットワークがある「ネットワークモード」にあるときに該ネットワークの通信が動作のよりどころとする特性を有するものとみなすことができる。ネットワークモードは例えば、「エネルギー効率」モード、「リライアブル」モード、または高速すなわち「ローレイテンシ」モードである。ネットワーク通信のある所望の全体的な特性または全体的な性質を表わすモードにより、ネットワークトポロジー、ルーティングプロトコルなどの個々のネットワークパラメータが、ネットワークオペレーションの全体的な特性が所望のモードに適合するように、あるモードにおいて選択される。 This enables a particularly effective method of adjusting network parameters through the network mode and adaptive switching between network modes. Instead of considering every single connection between individual nodes, it is advantageous to set the entire network (or part of it) to a desired mode called network mode. A network mode can be considered as having a characteristic that makes communication of the network a basis of operation when a pattern, method, or network is in a certain “network mode”. The network mode is, for example, an “energy efficient” mode, a “reliable” mode, or a fast or “low latency” mode. With a mode that represents a desired overall characteristic or overall nature of network communication, individual network parameters such as network topology, routing protocol, etc., can be adapted so that the overall characteristics of network operation match the desired mode. Selected in a mode.
いくつかの所定の「ネットワークモード」が提供されており、ネットワークにおける個々の接続のための所望のQoSパラメータを伴って個々に接続を確立する代わりに、アプリケーション(または別の外部トリガ)が、ある特性を伴うあるネットワークモードを要求することができる。したがって、1つのアプリケーションに属するネットワーク全体もしくはネットワークノードのある集合、またはあるタスクの責任を負うネットワークの部分は、それ自身への全ての単一のルートを確立する必要をなくし、1つのステップであるネットワークモードに設定することができる。このネットワークモードはそれ自体、「高速データ転送」または「冗長ルートの使用」のようないくつかの高水準のネットワークパラメータまたは特性から構成することができる。このネットワークは、このモードおよびその対応する高水準のネットワークパラメータをリンクパラメータおよびノードパラメータへマッピングし、要求された通信動作を提供する。異なるネットワークパラメータを使用することで、あるネットワークモードを定義することができる。これらのモードは、所与の環境の下で最も適合するネットワークモードを呼び出すことにより、(アプリケーションの要求に応じて)最適化されたネットワーク動作を実現する可能性をアプリケーションに提供する。 Several predefined “network modes” are provided, and instead of establishing individual connections with the desired QoS parameters for individual connections in the network, there is an application (or another external trigger) A certain network mode with characteristics can be requested. Thus, an entire network or a set of network nodes belonging to an application, or a portion of the network responsible for a task, is one step, eliminating the need to establish every single route to itself. Can be set to network mode. This network mode can itself consist of several high-level network parameters or characteristics such as “high speed data transfer” or “use of redundant routes”. This network maps this mode and its corresponding high-level network parameters to link parameters and node parameters to provide the required communication operations. By using different network parameters, certain network modes can be defined. These modes offer the application the possibility to achieve optimized network operation (depending on the application's requirements) by invoking the most suitable network mode under a given environment.
複数のスイッチング方法を提供することにより、その特性に関してターゲットネットワークモードに合致するターゲットネットワークモード、またはターゲットモードに従うターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択することができる。換言すると、このスイッチング方法は、ある意味でターゲットネットワークモードを「予想」するか、または、その特性が(提供されたスイッチング方法の中で)最も可能性のある方式でターゲットネットワークモードの特性に合致するように少なくとも選択される。これにより、この選択は、利用可能なスイッチング方法が与えられたときに、ターゲットモードの「目的」または「特性」を否定するスイッチングの悪影響を最小限にするように行われる。 By providing a plurality of switching methods, it is possible to select a switching method for switching to a target network mode that matches the target network mode with respect to its characteristics, or to a target network mode according to the target mode. In other words, this switching method “predicts” the target network mode in a sense, or its characteristics match the characteristics of the target network mode in the most likely way (among the provided switching methods). At least selected to do. This selection is thus made to minimize the negative effects of switching that negate the “purpose” or “characteristic” of the target mode, given the available switching methods.
1つの実施形態によれば、前記複数のネットワークモードの1つはエネルギー節約モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、他の利用可能なスイッチング方法へエネルギー効率良くスイッチングを実行する方法である。それによって、このスイッチング方法は、ターゲットモードの目的、すなわちエネルギーの節約をすでに予想しているとともに、ある程度まですでに満たしている。 According to one embodiment, one of the plurality of network modes is an energy saving mode, and the selected switching method is a method of performing energy efficient switching to other available switching methods. Thereby, this switching method already anticipates the purpose of the target mode, i.e. energy savings, and already fulfills to some extent.
さらなる実施形態によれば、これらの複数のネットワークモードの1つは高速モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、そのスイッチングが他の利用可能なスイッチング方法に比べて高速に実行されるように選択される。これによって、高速モードの目的である迅速な応答時間を、スイッチングの間にすでに少なくとも一部満たすことが可能になるか、または少なくともスイッチングは、ターゲットモードの目的に反するような方法で実行されることはない。 According to a further embodiment, one of these multiple network modes is a fast mode, and the selected switching method is such that the switching is performed faster compared to other available switching methods. Selected. This makes it possible to meet at least part of the rapid response time that is the purpose of the fast mode already during switching, or at least that the switching is performed in a manner that is contrary to the purpose of the target mode. There is no.
さらなる実施形態によれば、これらの複数のネットワークモードの1つはリライアブルモードであり、前記選択されたスイッチング方法は、他の利用可能なスイッチング方法への信頼性のあるスイッチングを実行する方法である。これによって、すでにスイッチングの間に、ターゲットモードが意図する信頼性の目的をある程度まで提供することが可能になる。 According to a further embodiment, one of these multiple network modes is a reliable mode, and the selected switching method is a method of performing reliable switching to other available switching methods. . This makes it possible to provide to some extent the purpose of reliability intended by the target mode already during switching.
さらなる実施形態によれば、複数のスイッチング方法は、スイッチング信号をネットワークのノードを介して伝播するための選択可能な複数のスイッチング伝播方法を含んでいる。異なるスイッチング伝播方法はまた、異なる程度までターゲットネットワークモードの特性と合致する異なる特性を有していてもよい。スイッチング伝播モードを適切に選択することによって、すでにスイッチングの間にターゲットモードの要件を考慮に入れることができる。 According to a further embodiment, the plurality of switching methods includes selectable switching propagation methods for propagating the switching signal through the nodes of the network. Different switching propagation methods may also have different characteristics that match the characteristics of the target network mode to different extents. By properly selecting the switching propagation mode, the target mode requirements can already be taken into account during switching.
さらなる実施形態によれば、複数のスイッチング方法は、現在のモードからターゲットモードへのネットワークモードのスイッチングをトリガするための選択可能な複数のスイッチングトリガ方法を含んでいる。異なるスイッチングトリガ方法はまた、異なる程度までターゲットネットワークモードに適合していてもよく、それゆえ、スイッチングトリガ方法を適切に選択することにより、すでにスイッチング処理の間にターゲットモードの特性および要件によるものである目的に貢献することもできる。 According to a further embodiment, the plurality of switching methods includes a plurality of selectable switching trigger methods for triggering switching of the network mode from the current mode to the target mode. Different switching trigger methods may also be adapted to the target network mode to different extents, therefore, by properly selecting the switching trigger method, it is already due to the characteristics and requirements of the target mode during the switching process. It can also serve a purpose.
さらなる実施形態によれば、複数のスイッチング方法は、その現在の役割からターゲットネットワークモードによる役割へネットワークにおけるノードの役割をスイッチするための選択可能な複数のノード役割スイッチング方法を含んでいる。異なる役割スイッチング方法を提供することで、ノードの新しい役割を所与の環境の下において最も適切な方法で採用することができる。 According to a further embodiment, the plurality of switching methods includes selectable node role switching methods for switching the role of a node in the network from its current role to a role according to the target network mode. By providing different role switching methods, the new role of the node can be adopted in the most appropriate way under a given environment.
さらなる実施形態によれば、スイッチング方法の選択は、ターゲットネットワークモードの特性に加えて、ネットワーク、ノードまたは環境のステータスを表すコンテキスト情報にさらに基づいている。ターゲットモードの単なる特性に加えてコンテキスト情報を使用することで、より一層洗練された方式でスイッチングを所与の環境へ適用することができる。 According to a further embodiment, the selection of the switching method is further based on context information representing the status of the network, node or environment in addition to the characteristics of the target network mode. By using context information in addition to the mere characteristics of the target mode, switching can be applied to a given environment in a much more sophisticated manner.
さらなる実施形態によれば、ネットワークモードスイッチング方法の選択は、スイッチング伝播方法の選択、スイッチングトリガ方法の選択、ノード役割スイッチング方法の選択のうち1つ以上を含んでいる。スイッチング伝播方法、スイッチングトリガ方法およびノード役割スイッチング方法の選択を組み合わせると、1つのネットワークモードから他のネットワークモードへのスイッチングについての適応性のある実行が可能になる。 According to a further embodiment, the selection of a network mode switching method includes one or more of a selection of a switching propagation method, a selection of a switching trigger method, and a selection of a node role switching method. Combining the selection of switching propagation method, switching trigger method and node role switching method allows an adaptive execution for switching from one network mode to another network mode.
さらなる実施形態によれば、それぞれのネットワークモードは、各ノードに対しあるネットワークモードにおけるノードの役割を示すとともに、スイッチング伝播方法およびスイッチングトリガ方法のうち1つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定している。 According to a further embodiment, each network mode specifies for each node a role of the node in a network mode and specifies a set of parameters further indicating one or more of a switching propagation method and a switching trigger method. Yes.
パラメータのある集合を、スイッチング伝播方法およびスイッチングトリガ方法を定義するそれぞれのネットワークモードへ割当てることで、それぞれのパラメータが保存されているルックアップテーブルの参照によってその後呼び出されるとともに、ネットワークモードが変更されるとそれに従って変更される異なる方法の比較的容易な実施が可能になる。スイッチング伝播方法およびスイッチングトリガ方法を決定するためには、ルックアップテーブルの代わりに、他の手段を使用することもでき、例えばルールに基づいたアプローチも同様に使用することができる。 By assigning a set of parameters to each network mode that defines the switching propagation method and the switching trigger method, the network mode is changed as each parameter is subsequently called by reference to the stored lookup table. And a relatively easy implementation of different methods modified accordingly. Instead of a lookup table, other means can be used to determine the switching propagation method and the switching trigger method, for example a rule based approach can be used as well.
1つの実施形態によれば、複数のノードを含んだワイヤレスネットワークを動作させるためのネットワークノードであって、前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であり、前記ノードは、異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールとを備え、前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、前記選択モジュールにより、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記選択モジュールにより、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、ネットワークノードが提供される。 According to one embodiment, a network node for operating a wireless network including a plurality of nodes, wherein the network is capable of operating in a plurality of network modes, and the node can be operated between different network modes. Each network mode is a network of which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies the desired operational characteristics corresponding to that network mode. The plurality of network modes include a high-speed network mode in which the network operates at high speed and another energy efficiency mode in which the network operates in an energy efficient manner. The network node is capable of switching from a current network mode to a target network mode that satisfies different desired operation characteristics using one of a plurality of switching methods, each switching method having a different switching characteristic. A selection module for selecting the switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operation characteristic of the target network mode. And a switching module for switching from the current network mode to the target network mode using the selected switching method, One of the switching methods is an energy-saving switching method that performs switching more efficiently than other switching methods, and another one of the plurality of switching methods is faster than the other switching methods. When the target network mode is the energy efficiency mode, the selection module selects an energy efficient switching method from the plurality of switching methods, and the target network mode is the high speed switching method for performing switching. When in fast mode, the selection module provides a network node in which the fast switching method is selected from the plurality of switching methods.
1つの実施形態によれば、前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択される。 According to one embodiment, one of the plurality of switching methods is a high-speed switching method that performs switching more efficiently than other switching methods, and another one of the plurality of switching methods is: Reliable switching method that performs switching at high speed compared to other switching methods, and when the target network mode is the high-speed mode, the high-speed switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module, When the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module.
1つの実施形態によれば、前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択され、前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記選択モジュールにより前記複数のスイッチング方法から選択される。 According to one embodiment, one of the plurality of switching methods is an energy-saving switching method that performs switching with energy efficiency compared to other switching methods, and another one of the plurality of switching methods is A reliable switching method that performs switching at a higher speed than other switching methods. When the target network mode is the energy saving mode, an energy efficient switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module. When selected and the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module.
これにより、ネットワークがエネルギー節約モード、高速モードおよびリライアブルモードをネットワークモードとして有している場合に、ターゲットネットワークモードへのスイッチング処理の適応化が可能になる。 Thereby, when the network has an energy saving mode, a high-speed mode, and a reliable mode as network modes, the switching process to the target network mode can be adapted.
ネットワークノードは、前述したように、本発明の実施形態による適応的なスイッチング方法を実施するために使用することができる。 The network node can be used to implement an adaptive switching method according to an embodiment of the present invention, as described above.
1つの実施形態によれば、ターゲットネットワークモードはエネルギー節約モードであり、選択されたスイッチング方法は、次のメカニズム、すなわち、ノードがタイムアウトに基づいて前記スイッチングを実行すること、新しいモードを開始する前に古いモードの動作をブレイクすること、マルチキャストのような効果的なルーティングプロトコルを使用すること、のうちの1つ以上を使用して、エネルギー効率良く前記モードへのスイッチングを実行する方法である。 According to one embodiment, the target network mode is an energy saving mode, and the selected switching method is performed by the following mechanism: a node performs the switching based on a timeout, before starting a new mode. A method for performing energy efficient switching to one or more of the following: breaking old mode operation, using an effective routing protocol such as multicast.
エネルギー効率モードへのスイッチングのためのトリガとしてタイムアウトを使用すると、スイッチングの判断基準が満たされているかどうかをタイムアウトに基づいて内部的に決定することができるので、スイッチングすべきであるということを個々のノードに通知する必要なく、そのスイッチングを実行することができる。さらにまた、ノードはメッセージを受信する必要がないだけでなく、スイッチング伝播メッセージを送る必要もない。これによりエネルギーを節約し、それによってターゲットモードの要件に従うものである。新しいモードを開始する前に古いモードの動作をブレイクすること、または終了すること、およびマルチキャストのような効果的なルーティングメカニズムを使用することは、スイッチングが効果的に実行されるという事実に同じように貢献することができる。 Using a timeout as a trigger for switching to energy efficiency mode allows an internal determination based on the timeout whether switching criteria are met, so that individual switching should be done. The switching can be performed without having to notify the other nodes. Furthermore, not only does the node need to receive a message, it does not need to send a switching propagation message. This saves energy and thereby complies with the target mode requirements. Breaking or terminating the operation of the old mode before starting a new mode, and using an effective routing mechanism such as multicast is similar to the fact that switching is performed effectively. Can contribute.
1つの実施形態によれば、ターゲットネットワークモードは高速モードであり、前記選択されたスイッチング方法は、次のメカニズム、すなわち、前記ノードが受信したスイッチングメッセージが遅延なく転送されること、スイッチングメッセージが高速なルートまたは高速ルーティングメカニズムを使用して転送されること、スイッチングメッセージの伝播が実際のスイッチングとは独立して実行されること、のうちの1つを使用して高速に前記モードへのスイッチングを実行する方法である。 According to one embodiment, the target network mode is a fast mode, and the selected switching method has the following mechanism: the switching message received by the node is forwarded without delay, the switching message is fast A fast route or fast routing mechanism, switching message propagation is performed independently of actual switching, and fast switching to the mode using one of the following: It is a method to execute.
スイッチングメッセージを遅延なく転送することにより、ネットワークを介してスイッチングメッセージを高速で伝播させることが可能になり、それによって、スイッチングの全体の速度が増加する。実際のスイッチングを待つことによりもたらされるおそれのある遅延を回避するために、伝播は実際のスイッチングとは独立して実行されるのが好ましい。 By forwarding switching messages without delay, it is possible to propagate switching messages through the network at high speed, thereby increasing the overall speed of switching. In order to avoid delays that may be caused by waiting for actual switching, propagation is preferably performed independently of actual switching.
1つの実施形態によれば、ターゲットネットワークモードはリライアブルモードであり、前記選択されたスイッチング方法は、次のメカニズム、すなわち、前記ノードによって伝播されたスイッチングメッセージが複数のルートまたは冗長ルートのうち少なくとも一方を使用して転送されること、そのスイッチングメッセージが反復して転送されること、古いモードを少なくとも新しいモードの動作が開始するまで動作させること、のうちの1つ以上を使用して、信頼性のある方式で前記モードへのスイッチングを実行する方法である。これによって、スイッチングメッセージの伝播がターゲットモードの特性に適合するように実行されるということが保証される。冗長ルートまたは複数のルート、およびスイッチングメッセージの反復的な転送は、スイッチング処理の信頼性を改善する。同様に、古いモードを少なくとも新しいモードの動作が開始するまで動作させることは、スイッチング処理の信頼性に寄与する。 According to one embodiment, the target network mode is a reliable mode, and the selected switching method has the following mechanism: a switching message propagated by the node is at least one of a plurality of routes or redundant routes. Using one or more of the following: redirection using the switch, repetitive transfer of the switching message, operating the old mode at least until the start of the operation of the new mode In this method, switching to the mode is performed. This ensures that the propagation of switching messages is performed to match the characteristics of the target mode. Redundant routes or multiple routes and repetitive forwarding of switching messages improve the reliability of the switching process. Similarly, operating the old mode at least until the new mode of operation starts contributes to the reliability of the switching process.
1つの実施形態によれば、前記ネットワークを介してスイッチングを伝播するためのスイッチング伝播方法は、ノードの実際のスイッチングとは独立して実行される。これによって、実際のスイッチングのために使用された判断基準とは独立した判断基準をスイッチングの伝播へ適用することができるようになり、さらにまた、実際のスイッチングの状態とは独立して、ネットワーク全体の全てのスイッチングを促進することができるスイッチングメッセージを高速に伝播することもできるようになる。 According to one embodiment, the switching propagation method for propagating switching through the network is performed independently of the actual switching of the nodes. This allows criteria that are independent of the criteria used for the actual switching to be applied to the propagation of the switching, and also independent of the actual switching state. It is also possible to propagate switching messages that can facilitate all of the switching at high speed.
1つの実施形態によれば、ワイヤレスネットワークはワイヤレスセンサネットワークである。 According to one embodiment, the wireless network is a wireless sensor network.
以下に、本発明を典型的な実施形態を用いて説明する。 In the following, the present invention will be described using typical embodiments.
本発明の第1の実施形態では、ネットワークモードはワイヤレスセンサネットワーク(WSN)に関連して用いられている。これらのネットワークモードを使用する典型的な用途は、図1に示されているような医療用途である。このネットワークには、患者の身体に部分的に配置され、また、部屋の周り、そして場合によっては他の部屋(図示せず)の周りにも部分的に配置された複数のセンサが含まれている。 In the first embodiment of the invention, the network mode is used in connection with a wireless sensor network (WSN). A typical application using these network modes is a medical application as shown in FIG. The network includes a plurality of sensors that are partially located on the patient's body and also partially around the room and possibly around other rooms (not shown). Yes.
図1には、その3つの個々の図に、このようなシナリオの場合における3つの典型的なネットワークモードが示されている。左側に示されているモードは、身体機能を監視するための通常の状態で使用される「ノーマルモード」である。この全体的な特性は、それがエネルギー効率モードであるという点である。中央に示されているモードは、何らかの理由で、例えば患者の体調が突然悪化することによって、ノーマルモードに比べて遅滞なく身体機能の一層高度の監視が求められる状態にある「ヘルスアラート」モードである。従って、その全体的な特性は、高速であって待ち時間が少ないというものである。図1の右側は、エリアのどこかにおいて火災(fire)があるので、高速でかつ信頼性のある、配信された情報を有するのが好ましい、それゆえその全体的な特性を「信頼性あり(リライアブル)」として説明することのできる「ファイアアラートモード」を示している。 In FIG. 1, the three individual diagrams show three typical network modes in the case of such a scenario. The mode shown on the left is a “normal mode” used in the normal state for monitoring physical functions. This overall characteristic is that it is an energy efficient mode. The mode shown in the center is a “health alert” mode where, for some reason, for example, the patient's physical condition suddenly deteriorates, a higher level of monitoring of physical function is required without delay compared to the normal mode. is there. Therefore, its overall characteristics are high speed and low latency. The right side of FIG. 1 is preferred to have fast and reliable distributed information because there is a fire somewhere in the area, so its overall characteristics are “reliable ( "Fire Alert Mode" that can be described as "Reliable".
要約すると、エネルギー効率モードは、患者の健康状態に関する測定データが定期的に収集される身体監視状態へマッピングすることができ、ダイレクトモードは、データ転送における少ない遅延が必要であって、個々のセンサノードが高い確率で故障するおそれのあるファイアアラート状態へマッピングすることができる。 In summary, the energy efficiency mode can be mapped to a physical monitoring state in which measurement data about the patient's health status is collected periodically, while the direct mode requires less delay in data transfer, It is possible to map to a fire alert state in which a node may fail with a high probability.
以下に、所望の全体的な特性または動作がもたらされる個別のネットワークパラメータを説明することにより、3つの異なるモードをいくぶん詳しく説明する。 In the following, the three different modes will be described in somewhat more detail by describing the individual network parameters that result in the desired overall characteristics or behavior.
ノーマルモードは、エネルギー効率モードである。ノーマルモードは、ネットワークの寿命を長くすることを意図している。このことは、エネルギーを節約するための適切なスキームを適用することによって実現できる。例えば、個々のノードは適切なスリープサイクルを選択することができ、ネットワークはエネルギー効率のよいルーティング方法を使用する。ネットワークパラメータを考慮すると、ノーマルモードは次のように特徴付けられる。
1つ目は、遅い応答性および速度を許容することにより、ノードのエネルギー節約モード(例えばスリープ)が可能になることである。
2つ目は、データ集約が可能になることである。
3つ目は、ネットワークトポロジーの最適化が可能になることである。
The normal mode is an energy efficiency mode. Normal mode is intended to extend the life of the network. This can be achieved by applying an appropriate scheme to save energy. For example, individual nodes can select an appropriate sleep cycle, and the network uses an energy efficient routing method. Considering the network parameters, the normal mode is characterized as follows:
The first is to allow a node energy saving mode (eg, sleep) by allowing slow responsiveness and speed.
Second, it is possible to aggregate data.
Third, the network topology can be optimized.
ダイレクトモードは、アラートモードである。このダイレクトモードは、エネルギーに関する制約を緩和し、ここでエネルギーの節約はダイレクトモードの目的ではない。ノーマルモードの内部ではWSNができるだけ多くのエネルギーを節約することになっているが、ダイレクトモードにおける主な目的は、少ない待ち時間で通信を提供することである。ダイレクトモードは次のように特徴付けられる。
1つ目は、ノードのパワーセービング・スリープモードの使用を回避することである。
2つ目は、データの集約がないことである。
3つ目は、最少の中間(最も遠いが到達可能な)ノードと直接接続することである。
3つ目は、最小の遅延でデータを転送することである。
The direct mode is an alert mode. This direct mode relaxes energy constraints, where energy saving is not the purpose of direct mode. Although the WSN is supposed to save as much energy as possible inside the normal mode, the main purpose in the direct mode is to provide communication with low latency. The direct mode is characterized as follows.
The first is to avoid using the node's power saving sleep mode.
Second, there is no data aggregation.
The third is to connect directly to the least intermediate (farthest but reachable) node.
The third is to transfer data with a minimum delay.
冗長モードは、アラームモードである。冗長モードでは、エネルギーに関する制約はなお一層緩和される。集約がないのに加えて、パラメータ冗長データ転送が導入される。従って、データ転送は極めて信頼性がありかつ高速である。この冗長モードでは以下のネットワークパラメータが設定される。
1つ目は、ノードのパワーセービング・スリープモードの使用を回避することである。
2つ目は、データ集約がないことである。
3つ目は、冗長データ転送が可能になることである。
4つ目は、冗長なルーティングパスを使用することである。
The redundancy mode is an alarm mode. In redundant mode, energy constraints are further relaxed. In addition to no aggregation, parameter redundant data transfer is introduced. Thus, data transfer is extremely reliable and fast. In this redundancy mode, the following network parameters are set.
The first is to avoid using the node's power saving sleep mode.
Second, there is no data aggregation.
Third, redundant data transfer is possible.
The fourth is to use redundant routing paths.
これらのネットワークパラメータにより、ネットワークノードが動作する方法が特定される。それぞれのネットワークモードによって、n個の個々のノードに対し、あるネットワークモードのときにどのように動作するかを定義するネットワークパラメータのある集合が指定されている。 These network parameters specify how the network node operates. Each network mode designates a certain set of network parameters that define how it operates in a network mode for n individual nodes.
ネットワークモードを導入することで、ネットワークのある部分または領域を、通信およびデータ処理に関して共通の特性にすることができる。異なるネットワークモードにより異なるネットワーク特性がもたらされるので、ネットワークモードは、ある状況(このネットワークが動作する「状況」または「コンテキスト」)またはアプリケーションが異なるネットワーク動作を要求するときには、変更しなければならない。これは、あるノードのためにネットワークパラメータを変更しなければならないということを意味する。しかしながら、ネットワークモードをスイッチする動作は、モードの変更を個々のノードへ伝達しなければならないため、ネットワーク動作それ自体に影響を及ぼす。別のモードへのスイッチングを開始するためには付加的なメッセージが必要である可能性があり、ネットワークはこのスイッチングの起動を分配しなければならない。それに加えて、センサノードはスイッチングの判断基準などを決定するために使用中であるかもしれない。いくつかのスイッチングの種類によれば、個々の通信リンクまたはネットワーク全体のトポロジーさえも再構成することにより、ネットワークサービスを中断させることさえある。 By introducing a network mode, certain parts or regions of the network can be made common characteristics with respect to communication and data processing. Because different network modes result in different network characteristics, the network mode must be changed when a situation (the “situation” or “context” in which this network operates) or an application requires a different network operation. This means that network parameters must be changed for a certain node. However, the operation of switching the network mode affects the network operation itself because the mode change must be communicated to the individual nodes. Additional messages may be required to initiate switching to another mode, and the network must distribute the activation of this switching. In addition, sensor nodes may be in use to determine switching criteria and the like. Some switching types can even disrupt network services by reconfiguring individual communication links or even the topology of the entire network.
本発明のある実施形態によれば、ネットワークには複数のスイッチング方法が提供されている。それぞれのスイッチング方法には「全体的な特性」(overall characteristics)があり、そのネットワークが現在のネットワークモードから新しい「ターゲット」ネットワークモードへスイッチングをするときには、ターゲットネットワークノードの特性に最もよく適合する特性にスイッチするスイッチング方法が選択される。 According to an embodiment of the present invention, a plurality of switching methods are provided for the network. Each switching method has “overall characteristics” and the characteristics that best match the characteristics of the target network node when the network switches from the current network mode to the new “target” network mode. The switching method to switch to is selected.
本発明のある実施形態によれば、ネットワークモードを、現在のノードの特性がエネルギー節約型でないような現在のネットワークモードからエネルギー節約モードであるネットワークモードへスイッチするべきである、ということが想定される。そのような場合には、複数の可能なスイッチング方法の中から、エネルギー節約特性を有するスイッチング方法が選択される。このことによって、そのスイッチング方法自体がスイッチングの意図、すなわちエネルギーを節約するということに矛盾するということが回避される。 According to an embodiment of the present invention, it is envisaged that the network mode should be switched from the current network mode where the current node characteristics are not energy-saving to the network mode that is an energy-saving mode. The In such a case, a switching method having energy saving characteristics is selected from a plurality of possible switching methods. This avoids the switching method itself being inconsistent with the switching intent, i.e. saving energy.
さらに別の実施形態によれば、特に少ない待ち時間(または速い応答時間)を有するターゲットネットワークモードへスイッチングを実行すべきであるということが想定される。そのような場合には、スイッチング方法自体がサービスの混乱を引き起こすか、またはその他の観点で速くないときには、スイッチングの目的に反するであろう。そのような場合に、異なるスイッチング方法が提供されていれば、一方のスイッチングは一層高速に実現することができる。他方のスイッチングは、待ち時間が少ないという特性を有するターゲットネットワークモードへのスイッチングのために、サービスの中断をもたらしかねないより一層ゆるやかな遅い方法で実行されるときに、特性がこの目的に合致するかまたは適合するスイッチング方法、すなわち一層迅速な方法でスイッチングを実行するスイッチング方法が選択される。 According to yet another embodiment, it is envisaged that switching should be performed to a target network mode with particularly low latency (or fast response time). In such cases, if the switching method itself causes service disruption or is otherwise not fast, it would be contrary to the purpose of switching. In such a case, if different switching methods are provided, one switching can be realized at a higher speed. When the other switching is performed in a more gradual and slower manner that may result in service interruption due to switching to a target network mode with the characteristic of low latency, the characteristics meet this objective. A suitable switching method is selected, ie a switching method that performs switching in a more rapid manner.
要約すると、ネットワークは、複数のスイッチング方法の中でターゲットネットワークモードの特性に最もよく適合する特性が選択されるように動作させることができる。ターゲットネットワークモードの特性(例えば「エネルギー節約」、「少ない待ち時間」、または「高い信頼性」のような単一の特性、または全体的な特性を説明する単一の用語によって説明することができる)に依存して、そのようなターゲットネットワークモードへスイッチングをするための対応するスイッチング方法が選択され、ターゲットモードの特性に矛盾するおそれがあるスイッチングの負の副作用が最小限になるように選択される。例えば、前述した例では、すなわち、ネットワークモード特性が「エネルギー節約」、「少ない待ち時間」、および「高い信頼性」であるときには、3つの対応するスイッチング方法がもたらされ、第1の方法はエネルギー節約であり、第2の方法は高速であり、第3の方法は信頼性が高い。ネットワークがスイッチングされるべきターゲットネットワークモードに依存して、その特性がターゲットネットワークモードの特性に適合するように適切なスイッチング方法が選択される。 In summary, the network can be operated so that the characteristics that best match the characteristics of the target network mode are selected among a plurality of switching methods. Can be described by a single term describing the characteristics of the target network mode (eg, a single characteristic such as “energy saving”, “low latency”, or “high reliability”, or an overall characteristic) Depending on the), a corresponding switching method for switching to such a target network mode is selected and the switching negative side effects that may contradict the characteristics of the target mode are selected to be minimal The For example, in the example described above, ie when the network mode characteristics are “energy saving”, “low latency”, and “high reliability”, three corresponding switching methods are provided, the first method being It is energy saving, the second method is fast, and the third method is reliable. Depending on the target network mode to which the network is to be switched, an appropriate switching method is selected so that its characteristics match those of the target network mode.
この実施形態を実施するために、(ネットワークパラメータのそれぞれの集合に対応する)ネットワークモードおよびスイッチング方法を、例えばそれぞれのネットワークノードにおけるそれぞれのモードに対応するネットワークパラメータのそれぞれの集合を保存し、それぞれのノードにおける利用可能なそれぞれのスイッチング方法に対してあるスイッチング方法を定義するスイッチングパラメータの集合をさらに保存することにより、あらかじめ定義することができる。それぞれのターゲットネットワークモードはその後、ターゲットネットワークモードへのスイッチングが要求されるときに呼び出される、対応するスイッチング方法に割当てることができる。 To implement this embodiment, store network modes (corresponding to respective sets of network parameters) and switching methods, eg save respective sets of network parameters corresponding to respective modes in respective network nodes, respectively Can be pre-defined by further storing a set of switching parameters that define a switching method for each available switching method in a given node. Each target network mode can then be assigned to a corresponding switching method that is invoked when switching to the target network mode is required.
図2は、本発明のある実施形態によるモードのスイッチングを模式的に示している。動作200では、ネットワークモードのスイッチングの開始の責任を負うトリガイベントが生じる。このイベントは、ネットワークがそのモードをスイッチするアプリケーションによる要求であってもよく、または、WSNのセンサによって測定されたパラメータが、閾値を超え、それによってネットワークモードのスイッチングを要求するといった「外部」イベントであってもよい。動作210では、その後、ターゲットネットワークモードが決定され、例えば、トリガイベントがパラメータ測定であるときには、ターゲットネットワークモードは、ルックアップテーブルを調べるか、またはあるパラメータ測定を対応するターゲットネットワークモードへマッピングするものであって、さらに洗練されたアルゴリズムを適用することによって決定することができる。動作200におけるトリガイベントがアプリケーションによる要求であるときには、ターゲットネットワークモードは、そのアプリケーションによってすでに明確に要求されており、そのような場合は動作210を省略することができる。 FIG. 2 schematically illustrates mode switching according to an embodiment of the present invention. In operation 200, a triggering event responsible for initiating network mode switching occurs. This event may be a request by the application that the network switches its mode, or an “external” event where the parameter measured by the WSN sensor exceeds the threshold, thereby requesting switching of the network mode It may be. In operation 210, the target network mode is then determined, for example when the trigger event is a parameter measurement, the target network mode looks up a lookup table or maps a parameter measurement to the corresponding target network mode. And can be determined by applying a more sophisticated algorithm. When the trigger event in operation 200 is a request by an application, the target network mode has already been explicitly requested by the application, in which case operation 210 can be omitted.
ターゲットネットワークモードがいったん決定されると、動作220において、その特性がそのターゲットネットワークモードにとって最も適切な、対応するスイッチング方法が選択される。これもやはり、ルックアップテーブルを参照することによって、またはさらに洗練された任意の決定アルゴリズムによって、実行することができる。次いで、動作230において、その選択されたスイッチング方法が、現在のネットワークモードからターゲットネットワークモードへスイッチするために実行される。 Once the target network mode is determined, at operation 220, the corresponding switching method whose characteristics are most appropriate for the target network mode is selected. Again, this can be done by looking up a lookup table or by any more sophisticated decision algorithm. Then, in operation 230, the selected switching method is performed to switch from the current network mode to the target network mode.
以下、本発明のある実施形態によるネットワークモードのスイッチングのためのプロシージャについて一層詳しく説明する。このプロシージャは、ネットワークにおける全てのノードにおいて実行され、かつ、ある最初のノードから始めて全てのノードを新しいモードへスイッチする。それによって、個々のノードが、現在のモード、ターゲットモードおよび利用可能なコンテキスト情報に基づいて、その新しいモードへの到達方法を決定することができる。利用可能なコンテキスト情報には、利用可能なバッテリーパワー、処理パワー、または接続性(ネットワークにおいてある他のノードへ接続できるかどうか)のような情報が含まれていてもよい。 Hereinafter, a procedure for network mode switching according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. This procedure is performed at every node in the network and starts with one first node and switches all nodes to the new mode. Thereby, an individual node can determine how to reach its new mode based on the current mode, target mode and available context information. Available context information may include information such as available battery power, processing power, or connectivity (whether it can connect to some other node in the network).
あるネットワークモードから別のネットワークモードへのスイッチングのためのスイッチング処理には、いくつかの特徴が含まれている。あるネットワークモードは実際には、ネットワークにおけるそれぞれのノードが現在のネットワークモードに従って動作するという事実、言い換えれば、そのノードが現在のネットワークモードを反映するステータスを有しているという事実に対応している。このネットワークモードが変更されると、個々のノードは、例えばトリガメッセージによって実行される変更についての情報を与えられなければならず、またその後、このノードは、その新しい機能(そのステータスを変更すること)をその新しいネットワークモードに従って想定しなければならない。さらにまた、典型的には、ネットワークモードのスイッチングには、ノードがその新しい機能を想定することだけでなく、トリガメッセージを受信したネットワークモードそれ自体が、モードのスイッチングを他のネットワークモードへ実行すべきであるという情報を配信することも必要である。このトリガメッセージ(またはスイッチングメッセージ)の配信さえも、ノードがその機能を新しいネットワークモードへすでに変更したかどうかとは独立して実行することができる。 A switching process for switching from one network mode to another network mode includes several features. A network mode actually corresponds to the fact that each node in the network operates according to the current network mode, in other words that the node has a status that reflects the current network mode. . When this network mode is changed, each individual node must be given information about the change to be performed, for example by a trigger message, and then this node can change its new function (change its status). ) Must be assumed according to the new network mode. Furthermore, typically network mode switching not only assumes that the node assumes its new functionality, but also the network mode itself that receives the trigger message performs mode switching to other network modes. It is also necessary to deliver information that it should. Even the delivery of this trigger message (or switching message) can be performed independently of whether the node has already changed its function to the new network mode.
このことはこれから、図3に関連して一層詳しく説明する。現在のネットワークモードによれば、あるノードには、図3の要素300に示されているように、対応するステータスがある。このステータスは、実際のネットワークモードに対応しており、このステータスを反映するノードの内部における内部パラメータ(ネットワークパラメータとして先に言及した)のある設定にさらに対応している。このようなネットワークパラメータの1つは、ネットワークにおけるノードの役割であってもよく、例えばそのノードは、ソース(信号を送信するだけであって受信しないもの)、シンク(信号を受信するだけであって送信しないもの)であってもよく、またはいくつかのノードから信号を受信するとともにそれらを1つ以上の他のノードへ転送する集約ノードであってもよい。ネットワークパラメータはさらに、そのノードが待機状態(スリープモード)にあるか、または動作状態にあるかをさらに表すことができる。あるモードにおける通常の通信状態にあるネットワークにおける動作の方法を表すこのようなネットワークパラメータに加えて、スイッチングパラメータと呼ばれる、スイッチングに関するノードの動作方法を表す他のパラメータがあってもよい。スイッチングパラメータは、どのような種類のトリガ(例えば外部トリガまたは内部トリガ)が、モードスイッチングの開始に許容されるかを表すことができる。例えば、モードスイッチングをトリガするためにマルチトリガ信号が必要であるとき、または単一のトリガイベントだけで十分であるときには、さらに別のスイッチングパラメータが、トリガ信号への感度を表すことができる。さらにまた、スイッチング信号がネットワークを通して伝播される方法を表すスイッチングパラメータがあってもよい。 This will now be described in more detail in connection with FIG. According to the current network mode, a node has a corresponding status, as shown in element 300 of FIG. This status corresponds to the actual network mode and further corresponds to a setting with internal parameters (referred to above as network parameters) inside the node that reflects this status. One such network parameter may be the role of a node in the network, for example, the node may be a source (only transmitting signals and not receiving), a sink (only receiving signals). Or an aggregation node that receives signals from some nodes and forwards them to one or more other nodes. The network parameter may further represent whether the node is in a standby state (sleep mode) or in an operating state. In addition to such network parameters that represent the manner of operation in a network in normal communication in a mode, there may be other parameters that represent the node's manner of operation for switching, referred to as switching parameters. The switching parameter can represent what type of trigger (eg, external trigger or internal trigger) is allowed to initiate mode switching. For example, when a multi-trigger signal is needed to trigger mode switching, or when only a single trigger event is sufficient, yet another switching parameter can represent sensitivity to the trigger signal. Furthermore, there may be a switching parameter that represents how the switching signal is propagated through the network.
図3に戻る前に、ここでまず、スイッチング方法の特性に関係のあるいくつかのスイッチングパラメータについて一層詳しく説明する。 Before returning to FIG. 3, first, some switching parameters related to the characteristics of the switching method will be described in more detail.
使用するスイッチングパラメータは、以下を含むことができる。
1つ目は、スイッチング感度である。このパラメータは、モードスイッチングをトリガするトリガイベントに反応する方法を表す。スイッチングイベントにおける反応のスイッチングは、第1のトリガイベントに応答して直ちに実行されてもよく、または、いくつかのトリガイベントの一致または蓄積を待ってからでもよい。
2つ目は、新しいモードを設定することである。この新しいネットワークモードは、古いネットワークモードがまだ動作している間に前もって設定してもよく、または、古いネットワークモードが終わった後に新しいネットワークモードを設定してもよい。
3つ目は、ノード役割変更プロシージャである。これは、ネットワークにおける移送ルート、通信特性(例えば帯域幅)、および集約メカニズムを変更する方法を定義することができる。あるモードにおける変更は、ノードがそれを介して通信すべき、構成される新しいルートを含んでいてもよく、それはさらに、(ソースから集約ノードへ、または通常のノードから冗長パスを経て送られる冗長ノードへといった)ノードの機能を変更する必要がある。ノードの役割におけるこれらの変更は、ネットワークにおいて変更の必要がまったくないかまたは最小限の変更だけが必要であるようにして設定され、それによって、通信のブレイクダウンまたは混乱が防止されるであろう。このような変更は「ソフトなノード役割スイッチング」と称することができる。これに対して、新しい役割は、いくつかの場合に一層最適な解決策が導かれる最も初期の段階から確立することができる。これは「ハードなノード役割スイッチング」と称することができる。
4つ目は、明示的トリガまたは暗示的トリガが使用されるか、である。明示的トリガメッセージとは、他のモードへのスイッチングのためのメッセージを転送しかつ再送する方法のことである。
5つ目は、暗示的なメッセージのないトリガである。これは、他のモードへの後退のためのタイマーを設定する方法である。
The switching parameters used can include:
The first is switching sensitivity. This parameter represents how to react to a trigger event that triggers mode switching. The switching of the reaction in the switching event may be performed immediately in response to the first trigger event or may wait for some trigger events to match or accumulate.
The second is to set a new mode. This new network mode may be set in advance while the old network mode is still operating, or the new network mode may be set after the old network mode is over.
The third is a node role change procedure. This can define how to change transport routes, communication characteristics (eg, bandwidth), and aggregation mechanisms in the network. Changes in one mode may include a new route configured through which the node should communicate, which further includes redundancy (from the source to the aggregation node or from the normal node via a redundant path). You need to change the function of the node (such as node). These changes in the role of the node will be configured so that no or minimal changes are required in the network, thereby preventing communication breakdown or disruption . Such a change can be referred to as “soft node role switching”. In contrast, a new role can be established from the earliest stages where in some cases a more optimal solution is derived. This can be referred to as “hard node role switching”.
The fourth is whether an explicit trigger or an implicit trigger is used. An explicit trigger message is a method for transferring and resending a message for switching to another mode.
The fifth is a trigger with no implicit message. This is a method of setting a timer for retreating to another mode.
さて、図3を参照して、本発明のある実施形態によるスイッチングプロシージャを説明する。モードスイッチングのための次のプロシージャは、ネットワークの中の全てのノードによって実行される。全てのノードは、次のネットワークパラメータによって定義された状態にある。
1つ目は、ネットワークモードである。
2つ目は、ネットワークモードにおける役割(例えば、集約ノード、ソースまたはシンク)である。
3つ目は、処理ステータスが、アクティブ(処理状態または通信状態)またはパッシブ(スリープ状態またはアイドル状態)である。
そして、次のスイッチングパラメータによって付加的に定義された状態にある。
1つ目は、許容されたトリガの集合(例えば、通信要求における起動、ノーマルモードへスイッチバックするためのタイムアウトトリガなど)である。
2つ目は、トリガ感度(単一のトリガ、マルチトリガ)である。
3つ目は、通信相手である。
Now, with reference to FIG. 3, a switching procedure according to an embodiment of the present invention will be described. The following procedure for mode switching is performed by all nodes in the network. All nodes are in a state defined by the following network parameters.
The first is the network mode.
The second is the role in the network mode (for example, aggregation node, source or sink).
Third, the processing status is active (processing state or communication state) or passive (sleep state or idle state).
The state is additionally defined by the following switching parameter.
The first is a set of allowed triggers (for example, activation in communication request, timeout trigger for switching back to normal mode, etc.).
The second is trigger sensitivity (single trigger, multi-trigger).
The third is a communication partner.
ノードは、(ネットワークモードにおけるそれらの役割に対応している)特定のタスクを実行しているか、または、それらが有効なトリガ条件を受信するまでスリープ状態にある。起動および処理が必要であれば、トリガイベントによってモードスイッチングのためのプロシージャが開始される。 The nodes are performing certain tasks (corresponding to their role in network mode) or are sleeping until they receive a valid trigger condition. If activation and processing is required, a trigger event initiates a procedure for mode switching.
このプロシージャには、図3を参照してこれから説明する次の動作が含まれていてもよい。
1つ目は、動作305で、ノードがトリガ状態(単一のトリガ、追加のトリガ、セルフトリガ、パートナートリガ)を検出する。
2つ目は、そのトリガが十分であれば、スイッチングが開始され(図3における動作310)、そうでなければ、追加のトリガ(ステップ1)を待つ。
3つ目は、ノードの内部で新しい役割が決定される(図3における動作310)。この新しい役割は、前もって計算されてもよく、または前もって定義されてもよく、または、トリガ信号に依存するプロトコルアルゴリズムによって決定されてもよい。新しい役割の決定には、ターゲットネットワークモードをまず決定することが含まれていてもよい。この決定は、この場合には例えばセンサ値であるトリガ信号に基づいていてもよい。ターゲットネットワークモードが決定されると、ターゲットネットワークモードにおけるその役割を決定する必要がある。1つの実施形態では、ノードの役割は、それぞれの生じ得るネットワークモードについて前もって定義され、また、それぞれの生じ得るターゲットモードについてネットワークパラメータの集合が前もって定義される。しかしながら、さらに別の実施形態によれば、ネットワークノードが付加的な判断基準、例えばトリガ信号に依存してモードスイッチングを必要とするアプリケーションなどを想定する役割もまた可能である。
4つ目は、ターゲットネットワークモードにおける新しい役割が決定されると、ノードはその新しい役割を採用しなければならない(動作320)。これには、ノードのステータスを反映するとともにノードの新しい役割に従う必要のあるいくつかのステータスパラメータの設定が含まれていてもよい。次のパラメータ(ネットワークパラメータおよびスイッチングパラメータ)は、このプロシージャにおける新しい設定を受けることができる。
まず、そのモードにあるノード(例えば、ソース、シンク、集約ノード、転送ノード、冗長化基点など)の役割を定義する役割パラメータである。
次は、処理ステータスパラメータである。例えば、アクティブ(処理状態または通信状態)、またはパッシブ(スリープ状態またはアイドル状態)にあるかを表す。
次は、許容されたトリガに適応することである。すなわち、新たに採用されたモードからもう1つ別の新しいモード(例えば、明示的トリガまたは暗示的トリガ、通信要求(イエスまたはノー)における起動、所定のターゲットモードへスイッチバックするためのタイムアウトトリガなど)へのもう1つ別のスイッチングをトリガすることができる許容されたトリガの集合を定義することである。
次は、トリガ感度(単一のトリガ、マルチトリガ)である。
次は、例えばトリガイベントの場合におけるタイムアウト状態(トリガの種類による)のためのタイマーである。
次は、通信相手である。
パラメータを単に設定することに加えて、その後ノードは、ターゲットネットワークモードに従って動作することで、その新しい役割(例えば、集約ノード、転送ノード、冗長化基点など)を採用する必要がある。
5つ目は、ネットワークモードのスイッチングにはネットワークにおける個々のノードのスイッチングが必要であるため、ネットワーク全体にスイッチング情報を配信するかまたは伝播しなければならない。このことは、動作330において模式的に示されている。トリガ伝播は、異なるトリガ伝播特性を有する異なるやり方で実行することができる。例えば、信頼性のあるトリガ伝播については、フラッディング(flooding)またはブロードキャストのような信号配信方法を使用することができる。これは、信頼性のあるネットワークモードまたは冗長ネットワークモードへのスイッチングのときに使用することができる。高速トリガ伝播については、プロアクティブルーティングを使用することができる。プロアクティブルーティングとはここでは、トリガメッセージを伝播する前に新しいパスを決定したり確立したりする必要がないということを意味している。このことは、スイッチングメッセージの伝播が最適なルートに従う必要がないものの、それは高速であり、また、伝播の間に新しい通信パスを決定することができる、ということを意味している。このことは、高速であって待ち時間の少ないネットワークモードへのスイッチングのために特に適している。エネルギー効率モードへのスイッチングについては、マルチキャストまたはクラスターベースのルーティングのようなエネルギー効率のよいトリガ伝播法を使用することができる。
6つ目は、ネットワーク全体にわたるスイッチングが完全に行われた後に、プロシージャは、先頭へ戻り、新しいトリガイベントを待つ(動作300)。
This procedure may include the following operations that will be described with reference to FIG.
First, at operation 305, the node detects a trigger condition (single trigger, additional trigger, self trigger, partner trigger).
Second, if the trigger is sufficient, switching is initiated (operation 310 in FIG. 3), otherwise it waits for an additional trigger (step 1).
Third, a new role is determined within the node (operation 310 in FIG. 3). This new role may be calculated in advance, may be defined in advance, or may be determined by a protocol algorithm that depends on the trigger signal. The determination of the new role may include first determining the target network mode. This determination may be based on a trigger signal, for example a sensor value in this case. Once the target network mode is determined, its role in the target network mode needs to be determined. In one embodiment, the role of the node is predefined for each possible network mode and a set of network parameters is predefined for each possible target mode. However, according to yet another embodiment, it is also possible for the network node to assume additional criteria, for example applications that require mode switching depending on the trigger signal.
Fourth, once a new role in the target network mode is determined, the node must adopt that new role (operation 320). This may include setting several status parameters that reflect the status of the node and need to follow the new role of the node. The following parameters (network parameters and switching parameters) can receive new settings in this procedure.
First, it is a role parameter that defines the role of a node (for example, source, sink, aggregation node, forwarding node, redundancy base point, etc.) in that mode.
Next is the processing status parameter. For example, it represents whether it is active (processing state or communication state) or passive (sleep state or idle state).
The next is to adapt to the allowed triggers. That is, another new mode from the newly adopted mode (eg, explicit or implicit trigger, activation in communication request (yes or no), timeout trigger to switch back to a given target mode, etc.) ) To define another set of allowed triggers that can trigger another switching.
Next is trigger sensitivity (single trigger, multi-trigger).
Next is a timer for a timeout condition (depending on the type of trigger), for example in the case of a trigger event.
Next is the communication partner.
In addition to simply setting the parameters, the node then needs to adopt its new role (eg, aggregation node, forwarding node, redundancy base point, etc.) by operating according to the target network mode.
Fifth, because switching in network mode requires switching of individual nodes in the network, switching information must be distributed or propagated throughout the network. This is schematically shown in action 330. Trigger propagation can be performed in different ways with different trigger propagation characteristics. For example, for reliable trigger propagation, signal distribution methods such as flooding or broadcasting can be used. This can be used when switching to reliable network mode or redundant network mode. For fast trigger propagation, proactive routing can be used. Proactive routing here means that there is no need to determine or establish a new path before propagating the trigger message. This means that although the propagation of switching messages does not need to follow an optimal route, it is fast and a new communication path can be determined during propagation. This is particularly suitable for switching to a network mode that is fast and has low latency. For switching to energy efficient mode, energy efficient trigger propagation methods such as multicast or cluster based routing can be used.
Sixth, after switching across the network is complete, the procedure returns to the top and waits for a new trigger event (operation 300).
先の記載で、ネットワークモードのスイッチングにはいくつかの構成要素、すなわち、スイッチングのトリガ、実際のスイッチングまたはノード役割変更それ自体(ノードがその新しい役割を採用するやり方)、およびネットワーク全体にわたるトリガの伝播(またはスイッチング)が含まれている。これら3つの構成要素は互いに、スイッチング方法を互いに構成するものとみなすことができ、これら3つの構成要素のそれぞれは、複数のやり方で実行することができる。このことは、図4に模式的に示されている。図4は、異なるスイッチング特性を有する異なる複数のスイッチング方法をもたらす適応的なスイッチング方法が、異なる特性をそれぞれが有する異なるトリガ方法および異なるトリガ伝播方法を含んでいてもよい、ということを示している。適応的なスイッチング方法は、それらの特性がターゲットネットワークの特性に適合するモードトリガ方法およびトリガ伝播方法を選択することで、実施することができる。加えて、適応性のあるスイッチング方法は、さらに図4に図示されているように、適切なノード役割スイッチング方法を選択することで実施することができる。 In the above description, network mode switching has several components: switching trigger, actual switching or node role change itself (how the node adopts its new role), and network-wide triggering. Propagation (or switching) is included. These three components can be viewed as one another and constitute a switching method with each other, and each of these three components can be implemented in multiple ways. This is schematically shown in FIG. FIG. 4 shows that adaptive switching methods that result in different switching methods having different switching characteristics may include different triggering methods and different trigger propagation methods, each having different characteristics. . Adaptive switching methods can be implemented by selecting a mode trigger method and a trigger propagation method whose characteristics match those of the target network. In addition, the adaptive switching method can also be implemented by selecting an appropriate node role switching method, as further illustrated in FIG.
異なるトリガ方法は、ネットワークのそれぞれのノードにおいてトリガパラメータの異なる集合をそれぞれ設定することによって実施することができる。同様に、異なるトリガ伝播方法は、ネットワークのそれぞれのノードにおいてトリガ伝播パラメータの異なる集合をそれぞれ設定することによって実施することができる。それぞれのターゲットネットワークモードには、それぞれのネットワークノードに保存されたトリガパラメータおよびトリガ伝播パラメータの対応する集合が指定されてもよい。また、あるターゲットネットワークモードへのスイッチングが、トリガメッセージを受信することにより実行されると、スイッチングを実行すべきノードは、そのリポジトリを検索するとともに、対応する適切なトリガパラメータおよびトリガ伝播パラメータを取得し、それに応じて動作する。 Different triggering methods can be implemented by setting different sets of triggering parameters at each node of the network. Similarly, different trigger propagation methods can be implemented by setting different sets of trigger propagation parameters at each node of the network. Each target network mode may be designated with a corresponding set of trigger parameters and trigger propagation parameters stored at each network node. In addition, when switching to a target network mode is performed by receiving a trigger message, the node that should perform the switching searches its repository and obtains the appropriate trigger and trigger propagation parameters. And operate accordingly.
図4に示されている異なるノード役割スイッチング方法は、古い役割が破棄され新しい役割が最初から確立されるハードな役割スイッチングか、または、役割を変更しようとしているノードが古い役割に代えて新しい役割を同時に採用し、それから、新しい役割が完全に動作可能であるときには、新しい役割へ完全にスイッチングし古い役割を破棄するソフトな役割スイッチングかのいずれかを選択することによって実施することができる。 The different node role switching method shown in FIG. 4 is either a hard role switching where the old role is discarded and a new role is established from the beginning, or the node whose role is to be changed replaces the old role with the new role. And then when the new role is fully operational, it can be implemented by selecting either soft role switching that switches completely to the new role and discards the old role.
例えば、あるネットワークモードから別のネットワークモードへ変更されるノードは、その通信パスを変更しなければならない。このような場合には、古い通信パスを廃棄してその後に新しい通信パスを最初から確立することによる「ハードな方法」で行われるであろう。これはエネルギーの節約であるかもしれないが、サービスの混乱とデータパケットの損失とにつながることがある。これらの影響を防止するために、新しい通信パスを設定する一方で古い通信パスを維持することによるといった「ソフトなやり方」で代わりに実行することができる。このことによってパケットの損失を防止することができる。しかしながら、それには、付加的なエネルギーと付加的な信号化による帯域幅といった付加的なネットワークリソースとが必要である。それゆえ、ターゲットモードにもよるが、それに応じて適切なノード役割変更メカニズムを選択することもできる。 For example, a node that is changed from one network mode to another network mode must change its communication path. In such a case, this would be done in a “hard way” by discarding the old communication path and then establishing a new communication path from scratch. While this may be an energy saving, it can lead to service disruption and data packet loss. To prevent these effects, it can instead be performed in a “soft way”, such as by setting up a new communication path while maintaining the old communication path. This can prevent packet loss. However, it requires additional energy and additional network resources such as additional signaling bandwidth. Therefore, depending on the target mode, an appropriate node role changing mechanism can be selected accordingly.
しかしながら、ターゲットモードによる影響に加えて、その選択もまた、ノードまたはネットワークの状態またはその機能を表すための付加的な情報を表すコンテキストパラメータによって影響を受けることがある。ノード役割スイッチング方法(ハードまたはソフトなスイッチング)の選択は、ターゲットモードに加えてこのようなコンテキスト情報にさらに基づくものであってもよい。例えば、バッテリー状態は付加的な判断基準として使用することができ、また、バッテリー状態が利用可能なバッテリーパワーが少ないことを表している場合に、選択処理は、ソフトなスイッチングよりもエネルギーを節約できるためにハードなスイッチングを選択することができる。一方、利用可能なバッテリーパワーが十分であるときには、ソフトなスイッチングの選択を決定するであろう。ノード役割スイッチング方法についての決定を考慮に入れることのできる付加的なコンテキスト情報パラメータには、例えば利用可能な処理パワーが含まれていてもよい。 However, in addition to the effects due to the target mode, the selection may also be affected by context parameters that represent additional information to represent the state of the node or network or its function. The selection of the node role switching method (hard or soft switching) may be further based on such context information in addition to the target mode. For example, the battery status can be used as an additional criterion, and the selection process can save energy over soft switching when the battery status represents less battery power available. Therefore, hard switching can be selected. On the other hand, when the available battery power is sufficient, the soft switching choice will be determined. Additional context information parameters that can take into account decisions about node role switching methods may include, for example, available processing power.
先に述べたように、ノード役割変更にはルーティングパスの変更が含まれていてもよい。このことは例えば、ダイレクト(高速)モードからノーマルモードへ変更する場合に当てはまる。その理由は例えば、ノーマルモードにおいてはいくつかのノードが集約ノードとして作用し、一方、ダイレクトモードにおいては全てのノードがデータを中間集約ノードなしに直接転送するからである。一般に、ネットワークモードのスイッチングには、ネットワークにおけるトポロジー変化(通信パスの変更)が含まれていてもよい。このことはまた、スイッチングが、冗長モードへの進行または冗長モードからの発生のいずれかである場合にも当てはまる。その理由は、この場合には、異なるノード役割スイッチング方法によって実現することのできる冗長ルーティングパスの確立または破棄がスイッチングに含まれているからである。 As described above, the node role change may include a routing path change. This is true, for example, when changing from the direct (high speed) mode to the normal mode. The reason is, for example, that some nodes act as aggregation nodes in the normal mode, while all nodes transfer data directly without intermediate aggregation nodes in the direct mode. In general, network mode switching may include a topology change (communication path change) in the network. This is also true when switching is either going into or out of redundancy mode. The reason is that in this case switching involves establishing or destroying redundant routing paths that can be realized by different node role switching methods.
さらにまた、ノード役割スイッチングを「ソフト」な方法で実行することと「ハード」な方法で実行することとの間には差異があってもよい。ソフトなスイッチングとは、新しい通信パスが確立され、一方で待ち時間およびデータパケットの損失を防止するために古い通信パスがなお動作していることを意味している。ソフトなノード役割スイッチングの代わりの(または付加的な)変形例には、新しい通信パスが確立されるともにこの瞬間まで保存したデータを転送することができるようになるまで受信データを保存することが含まれていてもよい。 Furthermore, there may be a difference between performing node role switching in a “soft” manner and in a “hard” manner. Soft switching means that a new communication path is established while the old communication path is still operating to prevent latency and loss of data packets. An alternative (or additional) variant of soft node role switching is to store the received data until a new communication path is established and the stored data can be transferred up to this moment. It may be included.
しかしながら、ある環境の下では、古い通信パスが破棄された後に新しい通信パスが最初から確立されるハードなスイッチングが好ましいかもしれない。このことは、エネルギー消費の観点から好ましい。なぜならば、それによって保守管理または同時に2つの通信パスを設ける必要がなくなるからである。さらにまた、例えばターゲットモードが冗長モードであるときには、付加的な要件(状況要件)があってもよい。例えば、冗長モードへの変更には、ネットワークの異なるクラスターへの分割が含まれていてもよく、また、ノード役割のスイッチングについての(付加的な)要件は、新しい冗長な通信パスが、異なるクラスターを介してまたは異なるクラスターヘッダさえも介して経由するようなものであってもよい。このような場合には、新しい通信パスを最初から作ることが好ましいかも知れない。なぜならば、このようなやり方によれば、2つの通信パスがネットワークの異なるクラスターを介して、または異なるクラスターヘッダを介して経由するということを一層容易に保証することができるからである。 However, under certain circumstances, hard switching where a new communication path is established from the beginning after the old communication path is discarded may be preferred. This is preferable from the viewpoint of energy consumption. This is because it eliminates the need for maintenance management or providing two communication paths simultaneously. Furthermore, for example, when the target mode is the redundancy mode, there may be an additional requirement (situation requirement). For example, a change to redundant mode may include partitioning the network into different clusters, and (additional) requirements for switching node roles are that the new redundant communication path is different for different clusters. Or via even different cluster headers. In such a case, it may be preferable to create a new communication path from the beginning. This is because it is easier to ensure that the two communication paths go through different clusters in the network or through different cluster headers.
冗長モードにおけるネットワークのクラスター化についての先の例では、ハードなスイッチングとソフトなスイッチングとの組み合わせもまた実行することができる。例えば、新しい通信パスの確立に関する限り、「ハードなスイッチング」が実行され、言い換えれば、ノード役割スイッチングの後に使用する通信パスは、存在する通信パスとは独立して、最初から完全に構成される。しかしながら、古い通信パスの破棄は、新しい通信パスを確立した後にだけその古い通信パスが破棄されるように、「ソフトな」やり方で実行することができる。 In the previous example of network clustering in redundant mode, a combination of hard switching and soft switching can also be performed. For example, as far as establishing a new communication path is concerned, "hard switching" is performed, in other words, the communication path used after node role switching is completely configured from the beginning, independent of existing communication paths. . However, discarding an old communication path can be performed in a “soft” manner so that the old communication path is discarded only after a new communication path is established.
言い換えれば、ノード役割変更に通信パスの変更が含まれている場合は、新しい通信パスの確立または古い通信パスの破棄のうち少なくとも一方が含まれていてもよい。両方の特徴、すなわち新しい通信パスの確立および古い通信パスの放棄は、「ソフトな」方法または「ハードな」方法で実行することができる。新しい通信パスの「ソフトな」確立とは、古い通信パスが維持されていて新しい通信パスが付加的に確立されることを意味している。新しい通信パスのハードな確立とは、存在する通信パスとは独立して、またその使用によることなく、新しい通信パスが最初から確立されることを意味している。存在する通信パスの破棄に関しては、「ハードな」方法の場合は、新しいパスがすでに確立されたかどうかとは独立してそのパスを破棄することを意味している一方で、「ソフトな」方法とは、新しい通信パスが確立されるまで古い通信パスを維持することを意味している。 In other words, when the change of the communication path is included in the node role change, at least one of establishment of a new communication path or destruction of the old communication path may be included. Both features, establishment of a new communication path and abandonment of an old communication path can be performed in a “soft” or “hard” manner. “Soft” establishment of a new communication path means that an old communication path is maintained and a new communication path is additionally established. Hard establishment of a new communication path means that a new communication path is established from the beginning independently of the existing communication path and without depending on its use. Regarding the destruction of existing communication paths, the "hard" method means that the path is destroyed independently of whether a new path has already been established, while the "soft" method Means that the old communication path is maintained until a new communication path is established.
「ソフトな」ノード役割スイッチングのさらに別の特徴は、その役割をスイッチするときにノードの中間状態の使用を採用することである。このことによれば、通信の混乱またはパケットの損失を回避するのに役立つであろう。そのような中間状態には、最終状態に到達した(ノード役割スイッチングが終了した)後に転送される受信データを保存する場所の使用が含まれていてもよい。 Yet another feature of “soft” node role switching is that it employs the use of the intermediate state of the node when switching its role. This will help avoid communication disruptions or packet loss. Such an intermediate state may include the use of a place to store the received data that is transferred after the final state is reached (node role switching is finished).
図3とともに説明した実施形態においては、トリガ伝播は個々のノードがその新しい役割を採用した後に実行されるように説明したが、ある実施形態によれば、ノードの新しい役割の採用とトリガの伝播とは互いに独立して実行することができるということに留意すべきである。1つの実施形態によれば、例えば、(そのネットワークパラメータを変更することにより)そのノードが新しい役割をまだ採用していないにもかかわらず、最初にトリガ信号がノードによってすでに伝播されていることが可能であろう。 In the embodiment described in conjunction with FIG. 3, it has been described that trigger propagation is performed after an individual node adopts its new role, but according to one embodiment, adoption of a new role of node and propagation of a trigger. Note that can be performed independently of each other. According to one embodiment, for example, the trigger signal may already have been propagated by the node first, even though the node has not yet adopted a new role (by changing its network parameters). It will be possible.
ネットワークモード間でスイッチングをする方法の上記実施形態の一般的な利点は、新しいネットワークモードの特性を考慮に入れることにより、有効なスイッチングが可能になるということである。これらの特性によって、エネルギー効率、データ遅延、信頼性、および応答時間といった全体条件におけるネットワーク動作が決まる。このようにして、1つの実施形態によれば、エネルギー効率のよいネットワークモードへのスイッチングをデータ遅延についてのゆるやかな要件で実行することは、(再びエネルギーを節約するために最適な集約を実現する)ネットワークトポロジーの再構成を行う可能性とともに、(通信作業を減少させ、それによって、エネルギーを節約する)タイムアウトに基づいたスイッチング方法の選択をもたらす。これとは対照的に、新しいネットワークモードが高速データ通信を必要とする場合、スイッチングがメッセージに基づいたものである(これによってスイッチング所要時間が減少する)ときにはスイッチング方法が選択される。さらにまた、エネルギー効率が判断基準ではないときには、選択されたスイッチング方法は、(高速であるがエネルギーを消費する)ごく近隣とだけの通信の代わりに、長距離のホップを採用することができる。このようなスイッチング方法の適切な選択により、スイッチング処理の間に新しいモードの要件をすでに満たしていることによって、新しいネットワークモードの特性へのプロシージャのスイッチングの適応化が可能になる。 A general advantage of the above embodiment of the method for switching between network modes is that it enables efficient switching by taking into account the characteristics of the new network mode. These characteristics determine network operation in overall conditions such as energy efficiency, data delay, reliability, and response time. In this way, according to one embodiment, performing switching to an energy efficient network mode with loose requirements on data delay (again achieves optimal aggregation to save energy again) Along with the possibility of reconfiguring the network topology, it results in a choice of switching methods based on timeouts (reducing communication work and thereby saving energy). In contrast, if the new network mode requires high speed data communication, a switching method is selected when switching is message based (which reduces switching time). Furthermore, when energy efficiency is not a criterion, the selected switching method can employ long-distance hops instead of communication only with very close neighbors (which are fast but consume energy). Appropriate selection of such a switching method allows adaptation of the switching of the procedure to the characteristics of the new network mode by already meeting the requirements of the new mode during the switching process.
以下、本発明のさらに別の実施形態を説明するが、そのネットワーク動作は、すでに説明したものに類似した3つのネットワークモードである、エネルギー効率のよい特性を有するノーマルモード、少ない遅延または待ち時間を有した特性を有する「ダイレクトモード」、および特性として高い信頼性を有する冗長モードへマッピングすることができる。3つのネットワークモードにおけるこれらの基本的な特性により、ネットワークモード間でスイッチングをするために採用されたスイッチング方法に関する対応する要件をもたらす。これらのスイッチング要件は、(あるネットワークモードへのスイッチングのときに満たされなければならない)必須特性と、ほとんど重要ではなくスイッチングの間に満たされる必要のない、関連のない特性とを一覧にした次の表にまとめられている。
スイッチングのための一般的なプロシージャは、すでに説明した。スイッチングが実行されるターゲットモードによれば、異なるスイッチング方法は、異なる選択肢を使用することで採用することができる。それによって、スイッチング方法は、ターゲットネットワークモードの特性に適合するように、例えば、エネルギー節約モード(ノーマルモード)へのスイッチングがエネルギー効率のよいものであるように、また、ダイレクトモード(高速モード)へのスイッチングがスピードを重視したものであるように、また、冗長モードへのスイッチングが信頼性のあるものであるように選択することができる。次の実施形態では、異なるスイッチング方法を実施するために次の選択肢が利用可能である。
*1つ目のグループは、異なるスイッチング信号伝播方法である。
(1)信頼性のある伝播(ブロードキャスト、フラッディング)
(2)帯域幅効率のよい伝播(マルチキャスト、クラスターベースのルーティング)
(3)高速な伝播(プロアクティブルーティング、すなわち、スイッチングが実行されている間におけるトリガメッセージの伝播)
*2つ目のグループは、異なるスイッチングトリガ方法である。
(1)トリガ感度を適切に適応化することによる、センサノードの起こり得る機能不良を考慮した信頼性のあるトリガ(例えば、いくつかのノードがトリガイベントを検出すべきであり、実際にスイッチングをトリガするためにトリガの判断基準がより長い期間満たされるべきである)
(2)信頼性のないワイヤレスリンクを考慮した信頼性のあるトリガ(例えば、スイッチング信号メッセージを数回繰り返して送信することによる)
(3)トリガ感度を適応化することによる高速なトリガ(例えば、1つのノードがトリガイベントを検出するときは、常にそのノードがトリガ信号メッセージを送信する)
(4)スイッチングのためのトリガとしてタイムアウトを使用することによるエネルギー効率のよいトリガ。これにより、不要な通信を回避できるとともにエネルギーが節約できる。
The general procedure for switching has already been described. Depending on the target mode in which switching is performed, different switching methods can be employed by using different options. Thereby, the switching method is adapted to the characteristics of the target network mode, for example, switching to energy saving mode (normal mode) is energy efficient and also to direct mode (high speed mode). Can be selected so that switching to the redundant mode is reliable and switching to the redundant mode is reliable. In the next embodiment, the following options are available to implement different switching methods.
* The first group is a different switching signal propagation method.
(1) Reliable propagation (broadcasting, flooding)
(2) Bandwidth efficient propagation (multicast, cluster-based routing)
(3) High-speed propagation (proactive routing, that is, propagation of trigger message while switching is executed)
* The second group is a different switching trigger method.
(1) A reliable trigger that takes into account possible malfunctions of the sensor node by appropriately adapting the trigger sensitivity (eg some nodes should detect the trigger event and actually switch Trigger criteria should be met for a longer period to trigger)
(2) Reliable triggers taking into account unreliable wireless links (for example, by repeatedly sending switching signal messages several times)
(3) Fast triggering by adapting trigger sensitivity (eg, whenever a node detects a trigger event, that node always sends a trigger signal message)
(4) An energy efficient trigger by using a timeout as a trigger for switching. Thereby, unnecessary communication can be avoided and energy can be saved.
ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチング方法は、ある選択肢が選択されると、その特性がターゲットネットワークモードの特性に合致するものとなるように選択される。 A switching method for switching to the target network mode is selected such that when an option is selected, its characteristics match those of the target network mode.
以下、異なるネットワークモードの間におけるスイッチングのための異なるスイッチング方法を実施するさらに別の実施形態について説明する。 In the following, further embodiments for implementing different switching methods for switching between different network modes will be described.
冗長モードから他のモードへのスイッチングは、高い信頼性を得るために冗長モードにおいて使用されてきた冗長通信パスを削除することを意味している。エネルギー効率のよいノーマルモードへのスイッチングの場合には、(例えば、エネルギーを節約する集約ノードによって信号の集約を可能にするために)エネルギー効率のよい新しいトポロジーが付加的に構成されるのが好ましい。エネルギーを節約するために、コストの高いリンクは、エネルギーの獲得を優先することでこの段階において通信の中断を潜在的に引き起こす新しい通信パスが新しいトポロジーにより提供される前であっても、削除することができる。これとは対照的に、ターゲットモードに対して中断のない通信(ダイレクトモードおよび冗長モード)が必要であるときには、古い通信パスを削除する前に新しい通信パスをまず構成することが好ましい。ネットワークモードの間におけるスイッチングのときに実行されるこれらの詳細なステップは、次の表に示されている。
それぞれのノードについて、トリガは外部または内部のいずれかである(例えば、別のノードから受信したセンサ値、または「スイッチングメッセージ」、または内部的なタイムアウト)。どのトリガが有効であるかは、ノードの内部的なパラメータによって設定することができる。このトリガパラメータが、外部トリガメッセージ、または「スイッチングメッセージ」が必要であるように設定されると、このようなメッセージを受信するノードは、それをネットワーク全体へ伝播する必要がある。この伝播は異なる方法で行うことができる。1つの方法は、トリガ(またはスイッチング)メッセージの受信と送信との間の時間を調節することである。もう1つの方法は、トリガメッセージの送信の前提条件を変更することである。例えば、そのトリガイベントが極めて信頼性のある(例えば、起こり得るセンサの機能不全を考慮している)ものでなければならないときには、ノードは、トリガメッセージを転送する前に、同じトリガメッセージのある回数の繰り返しを待つことになる。これに対して、(例えば、緊急の場合に)トリガイベントへの迅速な応答が望まれているときには、トリガメッセージは、トリガメッセージを受信したときは常にノードによってさらに転送されることになる。外部トリガの場合には、いくつかのソースがトリガメッセージを同時に送信することができる。この場合には、複雑なトリガ条件(例えば、マルチトリガの一致、異なるソースからのトリガの信頼性の変化を考慮することなど)を定義することができる。次に、この情報をパラメータとして使用する決定アルゴリズムに基づいて、ノードをスイッチするかどうか、そのノードをいつスイッチするか、また、そのトリガメッセージをいつ伝播するかが決定される。 For each node, the trigger is either external or internal (eg, a sensor value received from another node, or a “switching message”, or an internal timeout). Which trigger is valid can be set by an internal parameter of the node. If this trigger parameter is set to require an external trigger message, or "switching message", the node receiving such a message needs to propagate it throughout the network. This propagation can be done in different ways. One way is to adjust the time between receipt and transmission of a trigger (or switching) message. Another way is to change the prerequisites for sending the trigger message. For example, when the trigger event must be very reliable (eg, considering possible sensor malfunctions), the node may repeat the same trigger message several times before forwarding the trigger message. I will wait for the repetition. In contrast, when a quick response to a trigger event is desired (eg in case of an emergency), the trigger message will be further forwarded by the node whenever a trigger message is received. In the case of an external trigger, several sources can send trigger messages simultaneously. In this case, complex trigger conditions (eg, multi-trigger matches, considering changes in trigger reliability from different sources, etc.) can be defined. Next, based on a decision algorithm that uses this information as a parameter, it is determined whether to switch the node, when to switch the node, and when to propagate the trigger message.
しかしまた、他の側面では、トリガ伝播は、ターゲットネットワークモード要件に従って、異なる方法で行うことができる。例えば、1つの実施形態におけるノーマル(エネルギー効率のよい)モードへスイッチングをするための伝播プロトコルは、簡単なものであるのが好ましく、また、ネットワークにおける余分なトラフィックをほとんど発生させないものであるのが好ましい。トリガメッセージの繰り返しの頻度は、エネルギーを節約するためには低いものであるべきである。トリガイベントの検出と伝播との間の時間は長いことがある。これは、ノーマルモードへ復帰するためにタイムアウトに基づいたトリガ方法を使用することで実現することができる。 However, in other aspects, trigger propagation can be done in different ways according to the target network mode requirements. For example, the propagation protocol for switching to normal (energy efficient) mode in one embodiment is preferably simple, and generates little extra traffic in the network. preferable. The frequency of trigger message repetitions should be low to save energy. The time between trigger event detection and propagation may be long. This can be achieved by using a trigger method based on timeout to return to normal mode.
ダイレクトモード(高速モード)または冗長モード(リライアブルモード)へスイッチするための伝播プロトコルは、極めて信頼性のあるものでなければならない。これらの場合、トリガメッセージは、しばしば(繰り返して)、そして短い時間間隔で送信される(増大したトラフィックは、ブロードキャスト、冗長メッセージなどを使用することで許容される)。トリガの検出と伝播との間の時間は短いものでなければならないので、それぞれの受信したトリガメッセージは、そのメッセージを受信したノードによりトリガメッセージの伝播を直ちにトリガする。 Propagation protocols to switch to direct mode (fast mode) or redundant mode (reliable mode) must be very reliable. In these cases, trigger messages are often (repeatedly) and transmitted at short time intervals (increased traffic is allowed using broadcasts, redundant messages, etc.). Since the time between trigger detection and propagation must be short, each received trigger message immediately triggers the propagation of the trigger message by the node that received the message.
以上のように、この実施形態におけるトリガおよびトリガ伝播のための可能性のある選択肢は、ターゲットネットワークモードへ適応化され、それに応じて選択される。 As described above, the possible options for triggering and trigger propagation in this embodiment are adapted to the target network mode and selected accordingly.
以下に、本発明のある実施形態によるスイッチング方法のさらに具体的な例について説明するが、ノーマル(エネルギー効率のよい)モードとダイレクト(高速)モードとの間のスイッチングについては、より一層詳しく説明する。 In the following, a more specific example of the switching method according to an embodiment of the present invention will be described, but switching between the normal (energy efficient) mode and the direct (high speed) mode will be described in more detail. .
図5の左上には、ノーマルモードにおいて人間の健康状態を監視するWSNが示されている。いくつかのセンサによって、集約グループを確立する身体機能が測定される。それらの1つ(ボディセンサ2)によって、全てのデータが集約されるとともに、その集約されたデータがストレージノードへ送信される。この集約トポロジーによれば、メッセージを送信する必要のある範囲が縮小されることで、エネルギー消費は削減される。ストレージノードには監視結果が保存されており、また、ボディセンサのデータによって表されている身体状態が、警戒すべきものである(または、あるセンサから明示的なアラームメッセージが出ている)ときには、ストレージノードは、看護士または医師へ通知するために、例えばアラームベルを備えたアラームノードに通知する。ボディセンサ1およびボディセンサ2からボディセンサ3への、また、これらからストレージノードへの通常のデータフローは、実線の矢印によって示されている。 In the upper left of FIG. 5, a WSN for monitoring the human health state in the normal mode is shown. Several sensors measure the physical function that establishes an aggregate group. All of the data is aggregated by one of them (body sensor 2), and the aggregated data is transmitted to the storage node. This aggregate topology reduces energy consumption by reducing the range in which messages need to be transmitted. When the monitoring result is stored in the storage node, and the physical condition represented by the data of the body sensor is to be alarmed (or an explicit alarm message is issued from a certain sensor), In order to notify a nurse or doctor, the storage node notifies an alarm node equipped with an alarm bell, for example. The normal data flow from the body sensor 1 and body sensor 2 to the body sensor 3 and from them to the storage node is indicated by solid arrows.
図5の右上には、あるセンサ(センサ1)は、危険な状況(例えば、脈拍の上昇またはその他同様のこと)を検出し、それに基づいて、その状況がある状態に変更されたことを判定することが示されている。この状態は、身体の状態を一層頻繁にかつより直接的に監視するため、ネットワークモードがノーマルモードからこの状態にとってはより適切なアラートモード(または「ダイレクトモード」)へスイッチングされるべき状態である。 In the upper right of FIG. 5, a sensor (Sensor 1) detects a dangerous situation (eg, an increase in pulse or the like), and based on that, determines that the situation has been changed to a certain state. Has been shown to do. This state is the state where the network mode should be switched from normal mode to a more appropriate alert mode (or “direct mode”) for this state to monitor the physical condition more frequently and more directly .
次いで、ノードは、スイッチングが実行されるべきネットワークモードに従って、ネットワークにおけるその役割を変更するが、このことは、ここではノードがストレージノードで直接的に通信を実行することを意味している。直接的な通信への変更に加えて、このノードは、そのタイムアウトパラメータ(ノーマルモードへの後退のためのタイムアウトを設定するもの)を適応化し、また、ノードは、スイッチングを伝播するために対応するスイッチングメッセージを送信することにより、実行されるべきスイッチングのその新しい通信相手に直ちに情報を提供する。このことは、図5の右上における、センサ1からストレージノードへ通じる破線矢印によって示されている。センサ1を囲んでいる破線は、その動作モードをすでにスイッチングしたことを表しているに対し、他のノードの実線の囲みは、まだノーマルモードにあるということを表している。 The node then changes its role in the network according to the network mode in which switching is to be performed, which here means that the node communicates directly with the storage node. In addition to the change to direct communication, this node adapts its timeout parameters (those that set the timeout for reversion to normal mode), and the node responds to propagate switching Sending the switching message immediately provides information to the new counterpart of the switching to be performed. This is indicated by the dashed arrow leading from sensor 1 to the storage node in the upper right of FIG. A broken line surrounding the sensor 1 indicates that the operation mode has already been switched, while a solid line surrounded by another node indicates that the operation mode is still in the normal mode.
図5の右下において、ストレージノードは、スイッチングメッセージの繰り返しに応答し、新しいモード(ダイレクトモード)へトリガされるとともに、それに応じてその通信相手に、(すでにスイッチングされたためにトリガが送信されたものを除いて)残りのボディセンサ2およびボディセンサ3およびアラームノードについての情報を提供する。スイッチングメッセージのこの伝播は、ストレージノードからその通信相手を指し示す破線矢印によって模式的に示されている。これらのスイッチングメッセージによれば、全てのセンサノードがまた、モードをダイレクトモードへスイッチするとともに、ここではストレージノードへ直接送信するようになる(図5の左下を参照のこと)。ここで、直接的な状態にあるノードは、これらのノードを囲む破線によって示されている。 In the lower right of FIG. 5, the storage node responds to repeated switching messages and is triggered to a new mode (direct mode) and accordingly to its counterpart (a trigger has been sent because it has already been switched). Provides information about the remaining body sensors 2 and 3 and alarm nodes (except those). This propagation of the switching message is schematically indicated by a dashed arrow pointing from the storage node to its communication partner. According to these switching messages, all sensor nodes will also switch the mode to direct mode and will now send directly to the storage node (see lower left of FIG. 5). Here, the nodes in the direct state are indicated by broken lines surrounding these nodes.
危険な状況が続く限り、応答可能なセンサノード(ボディセンサ1)は、スイッチングメッセージを繰り返し伝播することでタイムアウトが繰り返し更新されるという効果を有するモードを引き続きリフレッシュし、それによって、そのセンサデータが必要性を示す限り、ネットワークをダイレクトモードに維持する。 As long as the dangerous situation continues, the responsive sensor node (body sensor 1) continues to refresh the mode which has the effect of repeatedly updating the timeout by repeatedly propagating the switching message, so that its sensor data is Keep the network in direct mode as long as necessary.
危険な状況がどのセンサノードによっても検出されないときには、タイムアウトは、もはやリフレッシュされず、終了する(図5の左下)。ノードはそれぞれ、ノーマルモードへスイッチバックする、対応するノードに対して効果を有するタイムアウトイベントによってトリガされる。全てのノードが同時にスイッチバックするわけではなく、その理由は、それぞれ異なる時点の異なるノードにおいてタイムアウトの設定に影響を及ぼしたスイッチングメッセージのタイミングが異なるからである。いくつかのノードがなお直接通信を試みるが、他のノードはすでにノーマルモードへ切り替わっている。このスイッチバックは、例えば、いったんタイムアウトが終了すると、集約ノードが集約を試みるという機能を有するボディセンサ2のようなノーマルノードに割り当てられている新しい役割を各ノードが想定するという効果を有する。これは、タイムアウトイベントが起きるタイムアウト期間の間の通信の混乱につながることがある。全てのノードがスイッチバックするとすぐに、監視用アプリケーションがノーマルモードにおいて正確に機能し始める。これは、図5の左上に示されているように行われる。 When no dangerous situation is detected by any sensor node, the timeout is no longer refreshed and ends (lower left in FIG. 5). Each node is triggered by a timeout event that has an effect on the corresponding node that switches back to normal mode. Not all nodes switch back at the same time, because the timing of the switching messages that affected the timeout setting at different nodes at different times is different. Some nodes still try to communicate directly, but others have already switched to normal mode. This switchback has an effect that each node assumes a new role assigned to a normal node such as the body sensor 2 having a function that the aggregation node tries to aggregate once the timeout is finished. This can lead to communication disruptions during the timeout period when timeout events occur. As soon as all nodes switch back, the monitoring application begins to function correctly in normal mode. This is done as shown in the upper left of FIG.
以下、本発明のある実施形態によるネットワークノードについて、図6に関連してさらに詳しく説明する。ノード630には動作モジュール610が備えられており、この動作モジュール610は、ワイヤレスインターフェイス630およびワイヤレスリンク640を介してワイヤレスネットワーク620と通信することにより、ネットワークノードの機能を実行する。ネットワークノードは、複数のあるネットワークモードの1つに従って動作し、スイッチングモジュール650の制御の下であるネットワークモードから別のネットワークモードへスイッチすることがある。スイッチングモジュール650は、スイッチング選択モジュール660へ接続されており、このスイッチング選択モジュール660は、モジュール650によってスイッチングが実行される複数のスイッチング方法の1つを選択することができるものである。スイッチング選択モジュール660は、新しいターゲットネットワークモードへのスイッチングをトリガする信号670を外部から受信する。ここで、信号670は、ワイヤレスリンク640を介して別のノードから物理的に受信するということについて言及されるべきである。それゆえ、図6において信号670と、それを表している矢印とは、ワイヤレスリンク640によって物理的に実施することができる論理的接続を表すものとして理解すべきである。 Hereinafter, a network node according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. The node 630 is provided with an operation module 610 that performs the functions of the network node by communicating with the wireless network 620 via the wireless interface 630 and the wireless link 640. The network node may operate according to one of a plurality of network modes and switch from one network mode to another network mode under the control of the switching module 650. The switching module 650 is connected to a switching selection module 660, which can select one of a plurality of switching methods in which switching is performed by the module 650. The switching selection module 660 receives an external signal 670 that triggers switching to a new target network mode. Here, it should be mentioned that the signal 670 is physically received from another node via the wireless link 640. Therefore, the signal 670 and the arrows representing it in FIG. 6 should be understood as representing logical connections that can be physically implemented by the wireless link 640.
図6に示されているように、トリガ信号670はまた、ノードに備えられているセンサ(例えば温度センサ)により測定された何らかの測定値に応じて発生された、内部生成型トリガ信号であってもよい。スイッチング選択モジュール660は、信号660が有効トリガ信号であると実際にみなすことができるかどうかを評価することができ、もしそうであれば、対応するターゲットネットワークモードがモジュール660によって決定される。次いで、モジュール660は、選択されたスイッチング方法がターゲットモードの特性に最もよく合致するように、ターゲットネットワークモードへのスイッチングのためのスイッチング方法を、利用可能なスイッチング方法から選択することができる。続いて、選択の結果は、選択された方法に従って実際のスイッチングをその後に実行するスイッチングモジュール650へ転送することができる。 As shown in FIG. 6, the trigger signal 670 is also an internally generated trigger signal generated in response to some measurement measured by a sensor (eg, a temperature sensor) provided at the node. Also good. The switching selection module 660 can evaluate whether the signal 660 can actually be considered a valid trigger signal, and if so, the corresponding target network mode is determined by the module 660. Module 660 may then select a switching method for switching to the target network mode from the available switching methods so that the selected switching method best matches the characteristics of the target mode. Subsequently, the result of the selection can be transferred to a switching module 650 that subsequently performs the actual switching according to the selected method.
スイッチングモジュール650およびスイッチング選択モジュール660の機能は、それぞれの動作を実行するために適切にプログラミングされているとともに、信号670を受信するために適切なインターフェイスを有しているマイクロプロセッサまたはDSPのようなプログラム可能な装置によって実施することができる。動作モジュール610には、その機能を制御するマイクロプロセッサも備えられていてもよく、さらに、1つの実施形態によれば、動作モジュール610のマイクロプロセッサは、スイッチング選択モジュール660の機能を実行することもできる。さらにまた、動作モジュール610は、ワイヤレスリンクを確立するための構成要素として実施することのできる送信機、受信機またはトランシーバーのようなワイヤレスインターフェイス630と、すでに述べたマイクロプロセッサまたはDSPを含む適切な制御電子機器とを備えている。 The functions of the switching module 650 and the switching selection module 660 are suitably programmed to perform their respective operations, such as a microprocessor or DSP that has an appropriate interface to receive the signal 670. It can be implemented by a programmable device. The operation module 610 may also include a microprocessor that controls its functions, and according to one embodiment, the microprocessor of the operation module 610 may perform the functions of the switching selection module 660. it can. Furthermore, the operational module 610 includes a wireless interface 630 such as a transmitter, receiver or transceiver that can be implemented as a component for establishing a wireless link, and an appropriate control including the microprocessor or DSP described above. Electronic equipment.
1つの実施形態では、スイッチングがノード600によって実行されると、ネットワークにわたるスイッチングメッセージ(スイッチングトリガ信号)の伝播は、そのノード600によって実行することができる。次いで、ターゲットモードへのスイッチングを実行すべきであるという情報を他のノードにも与えるスイッチングメッセージは、ワイヤレスリンク640を介して送信することができる。 In one embodiment, once switching is performed by a node 600, propagation of a switching message (switching trigger signal) across the network can be performed by that node 600. A switching message can then be sent over the wireless link 640 that also provides information to other nodes that switching to the target mode should be performed.
しかしながら、さらに別の実施形態によれば、ネットワークにわたるスイッチングメッセージの伝播は、実際のスイッチングとは独立して実行することができる。そのような目的のために、スイッチング選択モジュール620は、図6に模式的に示されているようにスイッチング伝播モジュール625を備えていてもよく、このスイッチング伝播モジュール625はスイッチングメッセージをさらに伝播するものである。そのような目的のために、それは、ワイヤレスインターフェイス630に直接接続していてもよく、また、ワイヤレスインターフェイス630によって、トリガメッセージがノード660によって受信されるとワイヤレスリンク640を介してスイッチング伝播メッセージを転送することができる。このようなメカニズムによって、スイッチング伝播は実際のスイッチングとは独立して行うことができる。 However, according to yet another embodiment, the propagation of switching messages across the network can be performed independently of the actual switching. For such purposes, the switching selection module 620 may comprise a switching propagation module 625 as schematically illustrated in FIG. 6, which further propagates switching messages. It is. For such purposes, it may be directly connected to the wireless interface 630 and forwards a switching propagation message over the wireless link 640 when the trigger message is received by the node 660 by the wireless interface 630. can do. By such a mechanism, switching propagation can be performed independently of actual switching.
スイッチング伝播は、先に述べた実施形態に関連してすでに説明したように、ある判断基準に依存した異なる方法で実行することができる。そのために、スイッチング伝播モジュール625が何らかのロジックを実施し、スイッチングメッセージを伝播するための判断基準が満たされているか(例えば、必要な数のトリガメッセージを受信したか)どうかを決定して、もしそうであればスイッチングメッセージが伝播される。この決定には、スイッチングメッセージが伝播されることに関する決定、例えば、マルチキャスト送信、ブロードキャストまたはユニキャストを使用して伝播されるかどうかの決定も含まれる。このような決定はまた、ターゲットモードの所望の特性に基づいて行うことができ、例えばマルチキャストはユニキャストよりもエネルギー効率がよいかもしれない。それゆえ、エネルギー節約モードへのスイッチングの場合は、マルチキャストが例えばスイッチングメッセージ伝播の好ましいモードであろう。 Switching propagation can be performed in different ways depending on certain criteria, as already explained in connection with the previously described embodiments. To that end, the switching propagation module 625 performs some logic to determine whether the criteria for propagating the switching message are met (eg, received the required number of trigger messages), and so on. If so, a switching message is propagated. This decision also includes a decision regarding that the switching message is propagated, eg, whether it is propagated using multicast transmission, broadcast or unicast. Such a determination can also be made based on the desired characteristics of the target mode, for example multicast may be more energy efficient than unicast. Therefore, in the case of switching to an energy saving mode, multicast would be the preferred mode of switching message propagation, for example.
もっと一般的に言うと、1つの実施形態によれば、このスイッチングモジュールは、異なるスイッチングトリガ方法によって、さらに、前述したいくつかの実施形態に関連して説明した異なるスイッチング伝播方法によってスイッチングをするように構成されている。そのため、スイッチング選択モジュールは、そのスイッチングトリガ方法とターゲットネットワークモードによるスイッチング伝播方法とを選択するように構成することができる。これにより、スイッチング伝播と実際のスイッチングとスイッチングトリガとを制御することができ、また、互いに独立して実行することができる。 More generally, according to one embodiment, the switching module is adapted to switch by different switching trigger methods and by the different switching propagation methods described in connection with some of the previous embodiments. It is configured. Therefore, the switching selection module can be configured to select the switching trigger method and the switching propagation method according to the target network mode. Thereby, switching propagation, actual switching, and switching trigger can be controlled, and can be executed independently of each other.
本発明のある実施形態によれば、スイッチング選択モジュール620、スイッチングモジュール610、および部分的な動作モジュールは、1つ以上のマイクロプロセッサによって実行することができる。このマイクロプロセッサは、スイッチング方法の選択、スイッチングトリガ方法の選択、およびスイッチング伝播方法の選択を、前述した実施形態に関連して実行するようにプログラミングされている。 According to some embodiments of the invention, the switching selection module 620, the switching module 610, and the partial operation module can be executed by one or more microprocessors. The microprocessor is programmed to perform switching method selection, switching trigger method selection, and switching propagation method selection in connection with the previously described embodiments.
当業者によれば、これまでに述べたいくつかの実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって実施することができるということは理解されるであろう。本発明の実施形態に関連して述べたモジュールは、本発明の実施形態に関連して説明した方法によって動作するように適切にプログラミングされたマイクロプロセッサまたはコンピュータによって、全体としてまたは部分的に実施することができる。 One skilled in the art will appreciate that some of the embodiments described thus far can be implemented in hardware, software, or a combination of software and hardware. The modules described in connection with the embodiments of the present invention may be implemented in whole or in part by a microprocessor or computer appropriately programmed to operate according to the methods described in connection with the embodiments of the present invention. be able to.
本発明のある実施形態によれば、データキャリアの中に保存されるか、またはコンピュータにおいて実行するときに記録媒体または送信リンクのような何らかの物理的手段によって取り込まれて何らかの他の方法で保存され、先に述べた本発明の実施形態に従ってコンピュータを動作させることのできるコンピュータプログラムが提供される。 According to some embodiments of the invention, it is stored in a data carrier or captured by some physical means such as a recording medium or transmission link when stored in a computer and stored in some other way. A computer program capable of operating a computer according to the above-described embodiment of the present invention is provided.
600 ノード
610 動作モジュール
620 ワイヤレスネットワーク
625 スイッチング伝播モジュール
630 ワイヤレスインターフェイス
640 ワイヤレスリンク
650 スイッチングモジュール
660 スイッチング選択モジュール
670 信号
600 Node 610 Operation module 620 Wireless network 625 Switching propagation module 630 Wireless interface 640 Wireless link 650 Switching module 660 Switching selection module 670 Signal
Claims (21)
前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、
各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、
前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、
前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、
前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップと
を含み、
前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、
前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、
前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
方法。 A method for operating a wireless network including a plurality of nodes, comprising:
The network is operable in a plurality of network modes and capable of switching between different network modes,
Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode;
The plurality of network modes include a high-speed network mode in which the network operates at high speed and another energy efficiency mode in which the network operates in an energy efficient manner,
The network is capable of switching from a current network mode to a target network mode that meets different desired operational characteristics using one of a plurality of switching methods;
Each switching method has different switching characteristics,
Selecting a switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operational characteristic of the target network mode;
Switching from the current network mode to the target network mode using the selected switching method; and
One of the plurality of switching methods is an energy-saving switching method that performs switching more efficiently than other switching methods;
Another one of the plurality of switching methods is a high-speed switching method that performs switching at a higher speed than other switching methods,
When the target network mode is the energy efficiency mode, an energy efficient switching method is selected from the plurality of switching methods,
When the target network mode is the high speed mode, the high speed switching method is selected from the plurality of switching methods.
Method.
前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、
各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、
前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、
前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、
前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップと
を含み、
前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、
前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
方法。 A method for operating a wireless network including a plurality of nodes, comprising:
The network is operable in a plurality of network modes and capable of switching between different network modes,
Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode;
The plurality of network modes include a high-speed network mode in which the network operates at high speed and another reliable mode in which the network operates in a reliable manner.
The network is capable of switching from a current network mode to a target network mode that meets different desired operational characteristics using one of a plurality of switching methods;
Each switching method has different switching characteristics,
Selecting a switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operational characteristic of the target network mode;
Switching from the current network mode to the target network mode using the selected switching method; and
One of the plurality of switching methods is a high-speed switching method that performs switching at a higher speed than other switching methods,
Another one of the plurality of switching methods is a reliable switching method that performs switching more reliably than other switching methods,
When the target network mode is the fast mode, the fast switching method is selected from the plurality of switching methods;
When the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is selected from the plurality of switching methods.
Method.
前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であるとともに異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、
各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークがエネルギーを節約して動作するエネルギー節約ネットワークモードと、前記ネットワークが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、
前記ネットワークは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、
前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするためのスイッチング方法を選択するステップと、
前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするステップと
を含み、
前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、
前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて信頼性のあるスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、前記エネルギー節約スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
方法。 A method for operating a wireless network including a plurality of nodes, comprising:
The network is operable in a plurality of network modes and capable of switching between different network modes,
Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode;
The plurality of network modes include an energy-saving network mode in which the network operates while saving energy, and another reliable mode in which the network operates in a reliable manner.
The network is capable of switching from a current network mode to a target network mode that meets different desired operational characteristics using one of a plurality of switching methods;
Each switching method has different switching characteristics,
Selecting a switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operational characteristic of the target network mode;
Switching from the current network mode to the target network mode using the selected switching method; and
One of the plurality of switching methods is an energy-saving switching method that performs switching more efficiently than other switching methods;
Another one of the plurality of switching methods is a reliable switching method that performs switching more reliably than other switching methods,
When the target network mode is the energy saving mode, the energy saving switching method is selected from the plurality of switching methods;
When the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is selected from the plurality of switching methods.
Method.
あるスイッチング伝播方法を選択するステップと、
あるスイッチングトリガ方法を選択するステップと、
あるノード役割スイッチング方法を選択するステップと
のうちの1つ以上を含むものである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The selection of a network mode switching method is:
Selecting a switching propagation method;
Selecting a switching trigger method;
The method according to claim 1, comprising one or more of selecting a node role switching method.
スイッチング伝播方法と、
スイッチングトリガ方法と、
ノード役割スイッチング方法と
のうち1つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定するものである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 Each network mode indicates to each node the role of that node in a network mode and as an element of the network switching method,
Switching propagation method;
A switching trigger method;
The method according to claim 1, wherein a set of parameters further indicating one or more of the node role switching method is designated.
前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であり、
前記ノードは、異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、
各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークがエネルギー効率良く動作する別のエネルギー効率モードとを含むものであり、
前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、
前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、
前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールと
を備え、
前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、
前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、
前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー効率モードであるときには、前記選択モジュールにより、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記選択モジュールにより、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
ネットワークノード。 A network node for operating a wireless network including a plurality of nodes,
The network is operable in a plurality of network modes;
The node is capable of switching between different network modes;
Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode;
The plurality of network modes include a high-speed network mode in which the network operates at high speed and another energy efficiency mode in which the network operates in an energy efficient manner,
The network node is capable of switching from a current network mode to a target network mode that satisfies different desired operational characteristics using one of a plurality of switching methods;
Each switching method has different switching characteristics,
A selection module for selecting the switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operation characteristic of the target network mode;
A switching module for switching from the current network mode to the target network mode using the selected switching method;
One of the plurality of switching methods is an energy-saving switching method that performs switching more efficiently than other switching methods;
Another one of the plurality of switching methods is a high-speed switching method that performs switching at a higher speed than other switching methods,
When the target network mode is the energy efficiency mode, the selection module selects an energy efficient switching method from the plurality of switching methods,
When the target network mode is the fast mode, the fast switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module.
Network node.
前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であり、
前記ノードは、異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、
各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが高速に動作する高速ネットワークモードと、前記ネットワークが信頼性のある動作をする別のリライアブルモードとを含むものであり、
前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、
前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、
前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールと
を備え、
前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行する高速スイッチング方法であり、
前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
前記ターゲットネットワークモードが前記高速モードであるときには、前記選択モジュールにより、前記高速スイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記選択モジュールにより、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
ネットワークノード。 A network node for operating a wireless network including a plurality of nodes,
The network is operable in a plurality of network modes;
The node is capable of switching between different network modes;
Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode;
The plurality of network modes include a high-speed network mode in which the network operates at high speed and another reliable mode in which the network operates in a reliable manner.
The network node is capable of switching from a current network mode to a target network mode that satisfies different desired operational characteristics using one of a plurality of switching methods;
Each switching method has different switching characteristics,
A selection module for selecting the switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operation characteristic of the target network mode;
A switching module for switching from the current network mode to the target network mode using the selected switching method;
One of the plurality of switching methods is a high-speed switching method that performs switching energy-efficiently compared to other switching methods,
Another one of the plurality of switching methods is a reliable switching method that performs switching at a higher speed than other switching methods,
When the target network mode is the fast mode, the fast switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module;
When the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module.
Network node.
前記ネットワークは、複数のネットワークモードで動作可能であり、
前記ノードは、異なるネットワークモード間でスイッチングをすることができるものであり、
各ネットワークモードは、前記ネットワークが全体として、そのネットワークモードに対応する所望のオペレーション特性を満たすように複数のネットワークパラメータが選択されるものである前記ネットワークのあるオペレーションスキームを表しており、
前記複数のネットワークモードは、前記ネットワークが信頼性のある動作をするリライアブルネットワークモードと、前記ネットワークがエネルギーを節約して動作をする別のエネルギー節約モードとを含むものであり、
前記ネットワークノードは、複数のスイッチング方法の1つを用いて、現在のネットワークモードから異なる所望のオペレーション特性を満たすターゲットネットワークモードへスイッチングをすることができるものであり、
それぞれのスイッチング方法は異なるスイッチング特性を有するものであって、
前記スイッチング方法の前記スイッチング特性が、前記ターゲットネットワークモードの所望のオペレーション特性に合致するように、前記ターゲットモードへスイッチングをするために前記スイッチング方法を選択するための選択モジュールと、
前記選択されたスイッチング方法を使用して前記現在のネットワークモードから前記ターゲットネットワークモードへスイッチングをするためのスイッチングモジュールと
を備え、
前記複数のスイッチング方法の1つは、他のスイッチング方法に比べてエネルギー効率良くスイッチングを実行するエネルギー節約スイッチング方法であり、
前記複数のスイッチング方法の別の1つは、他のスイッチング方法に比べて高速にスイッチングを実行するリライアブルスイッチング方法であり、
前記ターゲットネットワークモードが前記エネルギー節約モードであるときには、前記選択モジュールにより、エネルギー効率の良いスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択され、
前記ターゲットネットワークモードが前記リライアブルモードであるときには、前記選択モジュールにより、前記リライアブルスイッチング方法が前記複数のスイッチング方法から選択されるものである、
ネットワークノード。 A network node for operating a wireless network including a plurality of nodes,
The network is operable in a plurality of network modes;
The node is capable of switching between different network modes;
Each network mode represents an operation scheme of the network in which a plurality of network parameters are selected such that the network as a whole satisfies desired operation characteristics corresponding to the network mode;
The plurality of network modes include a reliable network mode in which the network operates in a reliable manner and another energy saving mode in which the network operates with energy saving,
The network node is capable of switching from a current network mode to a target network mode that satisfies different desired operational characteristics using one of a plurality of switching methods;
Each switching method has different switching characteristics,
A selection module for selecting the switching method for switching to the target mode such that the switching characteristic of the switching method matches a desired operation characteristic of the target network mode;
A switching module for switching from the current network mode to the target network mode using the selected switching method;
One of the plurality of switching methods is an energy-saving switching method that performs switching more efficiently than other switching methods;
Another one of the plurality of switching methods is a reliable switching method that performs switching at a higher speed than other switching methods,
When the target network mode is the energy saving mode, the selection module selects an energy efficient switching method from the plurality of switching methods;
When the target network mode is the reliable mode, the reliable switching method is selected from the plurality of switching methods by the selection module.
Network node.
スイッチング信号を前記ネットワークの前記ノードを介して伝播するための複数の選択可能なスイッチング伝播方法、および/または、
現在のモードからターゲットモードへのネットワークモードの前記スイッチングをトリガするための複数の選択可能なスイッチングトリガ方法、および/または、
前記ネットワークにおけるノードの役割を、現在の役割から前記ターゲットネットワークモードによる役割へスイッチングをするための複数の選択可能なノード役割スイッチング方法
をさらに含むものである、請求項10〜12のいずれか一項に記載のネットワークノード。 The plurality of switching methods include:
A plurality of selectable switching propagation methods for propagating switching signals through the nodes of the network; and / or
A plurality of selectable switching trigger methods for triggering said switching of the network mode from the current mode to the target mode; and / or
The node role switching method according to any one of claims 10 to 12, further comprising a plurality of selectable node role switching methods for switching the role of a node in the network from a current role to a role according to the target network mode. Network nodes.
スイッチング伝播方法を選択するステップと、
スイッチングトリガ方法を選択するステップと、
ノード役割スイッチング方法を選択するステップと
のうちの1つ以上を含むものである、請求項10〜13のいずれか一項に記載のネットワークノード。 The choice of a network mode switching method is
Selecting a switching propagation method;
Selecting a switching trigger method; and
The network node according to claim 10, comprising one or more of selecting a node role switching method.
スイッチング伝播方法と、
スイッチングトリガ方法と、
ノード役割スイッチング方法と
のうちの1つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定するものである、請求項10〜15のいずれか一項に記載のネットワークノード。 Each network mode indicates to each node the role of the node in a network mode,
Switching propagation method;
A switching trigger method;
The network node according to any one of claims 10 to 15, which specifies a set of parameters further indicating one or more of node role switching methods.
スイッチング伝播方法と、
スイッチングトリガ方法と、
ノード役割スイッチング方法と
のうちの1つ以上をさらに示すパラメータの集合を指定するものである、請求項10〜16のいずれか一項に記載のネットワークノード。 Each network mode indicates to each node the role of that node in a network mode and as an element of the network switching method,
Switching propagation method;
A switching trigger method;
The network node according to any one of claims 10 to 16, which specifies a set of parameters further indicating one or more of node role switching methods.
ノードがタイムアウトに基づいて前記スイッチングを実行することと、
新しいモードを開始する前に古いモードの動作をブレイクすることと、
マルチキャストのような効果的なルーティングプロトコルを使用すること
のうちの1つ以上を使用して、エネルギー効率良く前記モードへのスイッチングを実行する方法である、請求項10〜17のいずれか一項に記載のネットワークノード。 The target network mode is an energy saving mode, and the selected switching method is as a mechanism:
The node performs the switching based on a timeout;
Breaking the behavior of the old mode before starting the new mode,
18. The method of any one of claims 10 to 17, wherein the method is an energy efficient method of switching to the mode using one or more of using an effective routing protocol such as multicast. The described network node.
前記ノードによって受信されたスイッチングメッセージが、遅延なく転送されることと、
スイッチングメッセージが、高速ルートまたは高速ルーティングメカニズムを使用して転送されることと、
スイッチングメッセージの伝播が、実際のスイッチングとは独立して実行されること
のうちの1つ以上を使用して、高速に前記モードへのスイッチングを実行する方法である、請求項10〜17のいずれか一項に記載のネットワークノード。 One of the network modes is the fast mode, and the selected switching method is as a mechanism:
The switching message received by the node is forwarded without delay;
Switching messages are forwarded using fast routes or fast routing mechanisms;
18. The method of performing switching to the mode at high speed using one or more of propagation of switching messages performed independently of actual switching. The network node according to any one of the above.
前記ノードによって伝播されたスイッチングメッセージが、複数のルートと冗長ルートのうちのいずれかまたは両方を使用して転送されることと、
前記スイッチングメッセージが反復して伝播されること、
少なくとも新しいモードが動作を開始するまで古いモードを動作させること
のうちの1つ以上を使用して、信頼性のある方式で前記モードへのスイッチングを実行する方法である、請求項10〜17のいずれか一項に記載のネットワークノード。 One of the network modes is the reliable mode, and the selected switching method is as a mechanism:
Switching messages propagated by the node are forwarded using either or both of multiple routes and redundant routes;
The switching message is propagated repeatedly;
18. The method of performing switching to the mode in a reliable manner using one or more of operating the old mode until at least the new mode begins to operate. The network node according to any one of the above.
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